(57)【要約】【課題】電源電圧が第１電圧系や第２電圧系以外の中間値であっても、インバータに所定の入力電力が印加される電磁誘導コントローラを提供する。【解決手段】本発明の電磁誘導コントローラは、交流の電源電圧を直流の入力電圧に変換する整流平滑回路３３と、電源電圧を検出する電圧検出回路３６と、加熱コイル１１０に高周波電流を供給するインバータ３４と、インバータ３４のスイッチ素子５３のオン・オフ動作を制御する加熱制御手段６１と、を備える。加熱制御手段６１は、電源電圧が100Ｖ系と200Ｖ系との間の全範囲で、インバータ３４に同じ最大の第１入力電力（1200Ｗ）が印加されるように、電源電圧が上昇するに従い、スイッチ素子５３の駆動周波数を連続的に上げる。【選択図】図２
2020004540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流の電源電圧を直流の入力電圧に変換する電源回路と、
前記電源電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電源回路から入力電圧が印加され、インダクタに高周波電流を供給するために、オン・オフ動作されるスイッチ素子を含んで構成されるインバータと、
前記電圧検出回路からの検出結果を受けて、前記スイッチ素子のオン・オフ動作を制御する制御手段と、を備えた電磁誘導コントローラであって、
前記電源電圧が上昇するに従い、前記スイッチ素子の駆動周波数を連続的に上げることで、前記電源電圧が前記第１電圧系と前記第２電圧系との間の全範囲で、前記インバータに同じ第１入力電力が印加されるように、前記制御手段を構成したことを特徴とする電磁誘導コントローラ。
【請求項２】
請求項１記載の電磁誘導コントローラに接続する前記インダクタであって、
前記電源電圧が前記第１電圧系である100Ｖ系と前記第２電圧系である200Ｖ系との間の全範囲で、前記スイッチ素子の駆動周波数を20ｋＨｚ〜50ｋＨｚの範囲で連続的に変化させたときに、前記インバータに同じ最大の第１入力電力が印加されるようなインダクタンスを有して構成されることを特徴とするインダクタ。
【請求項３】
請求項１記載の電磁誘導コントローラに接続する前記インダクタであって、
前記電源電圧が前記第２電圧系である200Ｖ系のときに、前記スイッチ素子の駆動周波数を20〜50ｋＨｚの範囲で連続的に変化させたときに、前記インバータに前記第１入力電力よりも大きな第２入力電力が最大で印加されるようなインダクタンスを有して構成されることを特徴とするインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば炊飯器や、オーブンレンジや、定着装置などに組み込まれ、インダクタに交流電流を供給して電磁誘導作用を生じさせる電磁誘導コントローラと、その電磁誘導コントローラに接続するインダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱コイルからの交番磁界により、金属製の鍋を電磁誘導加熱するＩＨ式の炊飯器では、インダクタとなる加熱コイルに所望の高周波電流を供給するために、電源回路やインバータを備えた電磁誘導コントローラが組み込まれる。電源回路は、商用電源からの交流電圧を直流電圧に変換するもので、整流器や平滑コンデンサにより構成される。また、電源回路からの直流電圧が印加されるインバータは、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などの大電流・高耐圧用のスイッチ素子や、加熱コイルと共振回路を形成する共振コンデンサなどを含んで構成され、スイッチ素子に供給されるパルス駆動信号の周波数や幅が可変することで、鍋への加熱量に相当するインバータの入力電力が所望の値に調整される。インバータは様々な回路方式が知られているが、一般的には構成が簡単で部品点数の少ないシングルエンド形式の電圧形共振インバータが多用される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
一方、炊飯器のような商用電源で動作する電気機器は、世界各国の電源電圧に対応して、どの地域であっても同一の製品に共通化されるのが望ましい。その理由は、使う人からすれば、電源電圧が100Ｖ系の地域でも200Ｖ系の地域でも、同じ製品で同じ機能が発揮できるからであり、また作る人からすれば、仕向地ごとに製品を作り分ける必要がなく、生産管理やコスト管理が容易になるからである。
【０００４】
こうした要望に対して、電源電圧が100Ｖと200Ｖのときに、何れもスイッチ素子の駆動周波数が20〜50ｋＨｚの範囲で、所定の入力電力がインバータに入れられるように、コイルの巻数が異なる加熱コイルをそれぞれ組み込み、電圧検出回路で検出された電源電圧に応じて、複数の加熱コイルの接続を切替える炊飯器が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−３７２１９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２３５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし上記の従来技術では、インダクタンスの異なる複数の加熱コイルと、接続を切替えるリレーなどの切替手段を、炊飯器の本体内部に搭載しなければならず、設置スペースの制約を受ける。また、切替えは段階的にしか行なえないため、炊飯器に印加される電源電圧が第１電圧系となる100Ｖ系や、第２電圧系となる200Ｖ系以外の中間値である場合には、決められた範囲の周波数でスイッチ素子を駆動させても、所定の入力電力が得られない問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題を解決するために、設置スペースの制約を受けることなく、電源電圧が第１電圧系や第２電圧系以外の中間値であっても、インバータが所定の入力電力を得ることが可能な電磁誘導コントローラと、これに接続するインダクタ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】
【０００８】
本発明は、交流の電源電圧を直流の入力電圧に変換する電源回路と、前記電源電圧を検出する電圧検出回路と、前記電源回路から入力電圧が印加され、インダクタに高周波電流を供給するために、オン・オフ動作されるスイッチ素子を含んで構成されるインバータと、前記電圧検出回路からの検出結果を受けて、前記スイッチ素子のオン・オフ動作を制御する制御手段と、を備えた電磁誘導コントローラであって、前記電源電圧が上昇するに従い、前記スイッチ素子の駆動周波数を連続的に上げることで、前記電源電圧が前記第１電圧系と前記第２電圧系との間の全範囲で、前記インバータに同じ第１入力電力が印加されるように、前記制御手段を構成したことを特徴とする電磁誘導コントローラである。
【０００９】
また本発明は、前述の電磁誘導コントローラに接続する前記インダクタであって、前記電源電圧が前記第１電圧系である100Ｖ系と前記第２電圧系である200Ｖ系との間の全範囲で、前記スイッチ素子の駆動周波数を20ｋＨｚ〜50ｋＨｚの範囲で連続的に変化させたときに、前記インバータに同じ最大の第１入力電力が印加されるようなインダクタンスを有して構成されることを特徴とするインダクタである。
【００１０】
また本発明は、前述の電磁誘導コントローラに接続する前記インダクタであって、前記電源電圧が前記第２電圧系である200Ｖ系のときに、前記スイッチ素子の駆動周波数を20〜50ｋＨｚの範囲で連続的に変化させたときに、前記インバータに前記第１入力電力よりも大きな第２入力電力が最大で印加されるようなインダクタンスを有して構成されることを特徴とするインダクタである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明では、電源回路に加わる電源電圧が第１電圧系と第２電圧系の間のどの電圧値であっても、制御手段がスイッチ素子の駆動周波数を連続的に可変させることで、インダクタの接続をわざわざ切替えることなく、インバータに同じ第１入力電力を印加できる。したがって、設置スペースの制約を受けることなく、電源電圧が第１電圧系や第２電圧系以外の中間値であっても、インバータが所定の入力電力を得ることが可能な電磁誘導コントローラを、電源電圧に依存することなく共通に提供できる。
【００１２】
請求項２の発明では、電磁誘導コントローラに適切なインダクタを接続することで、電源電圧が100Ｖ系や200Ｖ系以外の中間値であっても、好ましいスイッチ素子の駆動周波数の範囲内で、インバータに所定の入力電力を最大で印加できる。
【００１３】
請求項３の発明では、電磁誘導コントローラに適切なインダクタを接続することで、電源回路に200Ｖ系の電源電圧を印加した場合には、好ましいスイッチ素子の駆動周波数の範囲内で、インバータに第１入力電力よりも高い第２入力電力を最大で印加できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態として、電磁誘導コントローラと加熱コイルが組み込まれる炊飯器の使用状態を示す外観斜視図である。
【図２】本実施形態の電磁誘導コントローラと加熱コイルを含む要部の回路図である。
【図３】本実施形態と従来の炊飯器について、商用電源電圧とインバータ周波数に関する特性を比較した説明図である。
【図４】本実施形態と従来の炊飯器について、加熱基板組立と加熱コイルの特性を比較した説明図である。
【図５】本実施形態と従来の炊飯器について、回路図の特性を比較した説明図である。
【図６】従来の100Ｖ系専用機種における炊飯器について、電磁誘導コントローラの一部と加熱コイルを含む要部の回路図である。
【図７】本実施形態と従来の炊飯器について、主な仕様、部品、結果の特性を比較した説明図である。
【図８】第１試作案の電磁誘導コントローラと加熱コイルの出力特性を示す説明図である。
【図９】本実施形態に相当する第２試作案の電磁誘導コントローラと加熱コイルの出力特性を示す説明図である。
【図１０】本実施形態と従来の炊飯器について、主な部品の特性を比較した説明図である。
【図１１】従来と本実施形態に相当する第３試作案の炊飯器について、加熱コイルの特性を比較した説明図である。
【図１２】第３試作案の電磁誘導コントローラと加熱コイルの出力特性を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明における電磁誘導コントローラと、その電磁誘導コントローラに接続するインダクタの好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態の電磁誘導コントローラと加熱コイル（何れも、ここでは図示せず）が搭載される電気機器の一例として、炊飯器１の使用状態を示している。同図において、２は上面を開口した炊飯器１の本体、３は本体２の上面を開閉自在に覆う蓋体であり、床面などに載置される本体２には、米や水などの被炊飯物を入れる有底状の鍋（図示せず）が着脱自在に収容される。鍋の外面には磁性金属材が設けられており、本体２の内部で加熱コイルに高周波電流が供給されると、加熱コイルから発生する交番磁界により磁性金属材が発熱し、鍋内の被炊飯物が加熱される構成となっている。
【００１７】
本体２と共に炊飯器１の外観をなす蓋３には、表示部４や操作部５を含む表示操作パネル６や、蓋体３を自動的に開けるための蓋開ボタン７や、鍋内の被炊飯物から発生する蒸気を外部に排出する蒸気口ユニット８などが設けられる。また９は、商用電源のコンセント１１に差し込まれ、必要に応じて本体２に巻取りが可能なプラグ付きの電源コードで、ここから炊飯器１の各部に電力が供給される。
【００１８】
本実施形態では、電源コード９に印加される商用電源電圧が交流100Ｖ系の最低電圧である100Ｖから、交流200Ｖ系の最高電圧である240Ｖまでの全範囲（但し、電圧変動の誤差は含まず）で、同じ炊飯器１が使用できるような共通の電磁誘導コントローラと加熱コイルが組み込まれている。その詳細は後述するが、コンセント１１の形状は電源電圧や地域によって様々なタイプがあるため、必要に応じて電源コード９のプラグにアダプタ（図示せず）を装着する必要がある。図１では、世界各地で使用される代表的なコンセント１１の形状を並べて示しているが、例えば「Type−Ａ（タイプ−Ａ）」のコンセント１１では、電源コード９のプラグをそのままコンセント１１に差し込み、「Type−Ｂ（タイプ−Ｂ）」，「Type−ＢＦ（タイプ−ＢＦ）」，「Type−Ｃ（タイプ−Ｃ）」，「Type−Ｓ（タイプ−Ｓ）」のコンセント１１では、それぞれのタイプに適合するアダプタを、電源コード９のプラグに装着してコンセント１１に差し込めばよい。その他、図示しないタイプのコンセント１１についても、同様にアダプタを交換して電源コード９のプラグに装着すれば、世界中の商用電源で炊飯器１を動作できる。
【００１９】
図２は、本実施形態における要部の回路構成を示したものである。同図において、２１は本体２の内部に搭載される加熱基板、２２は蓋体３の内部に搭載される制御基板で、本実施形態の電磁誘導コントローラ１００は、インダクタとなる加熱コイル１１０を制御対象として、加熱基板２１に実装する後述の各回路３１〜３９と、制御基板２２に実装するマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２４とにより構成される。加熱基板２１は、前述の電源プラグ９や加熱コイル１１０以外に、回路ショートや回路部品の故障に起因する発熱を感知して溶断する温度ヒューズ２６や、蓋体３に設けられる蓋ヒータ２７や、本体２に設けられる胴ヒータ２８が、電気的に接続される。また制御基板２２は、表示部４を構成するＬＥＤやＬＣＤと、操作部５となる各種スイッチが、マイコン２４と共に実装される。またマイコン２４は、図示しないがＣＰＵ（中央演算処理装置）や、記憶手段や、入出力インターフェースなどのハードウェア構成を有する。
【００２０】
加熱基板２１には、入力フィルタ回路３１、保護回路３２、整流平滑回路３３、インバータ３４、ヒータ電源回路３５、電圧検出回路３６、電流検出回路３７、トリガ検出回路３８、及び駆動回路３９が、電磁誘導コントローラ１００の主な回路として実装される。入力フィルタ回路３１は、電源プラグ９から電磁誘導コントローラ１００に印加される電源電圧のノイズ成分を低減させるもので、周知のチョークコイルやコンデンサの組み合わせにより構成される。また保護回路３２は、入力フィルタ回路３１の入力側にあって、電源コード９につながる電源電圧ラインの一方に挿入接続する過電流保護用の電流ヒューズ４１、入力フィルタ回路３１の出力側にあって、電源電圧ラインの両端間に接続する過電圧保護用のバリスタ４２、及びバリスタ４２に並列接続されるコンデンサ４３などにより構成される。温度ヒューズ２６は、入力フィルタ回路３１の出力側で、電源電圧ラインの一方に挿入接続されており、これも炊飯器１の各回路部品を保護する保護回路３２の一部として機能する。
【００２１】
整流平滑回路３３は、電源電圧を全波整流するダイオードブリッジ４５と、ダイオードブリッジ４５で整流された電圧を平滑するチョークコイル４６および平滑コンデンサ４７とにより構成される。電源プラグ９から供給される交流の電源電圧は、入力フィルタ回路３１と保護回路３２を経て、整流平滑回路３３により整流平滑されるため、整流平滑回路３３を交流電圧から直流電圧に変換する電源回路とみなすことができる。
【００２２】
インバータ３４は、整流平滑回路３３からの直流電圧が入力電圧として印加され、加熱コイル１１０と並列に接続する共振コンデンサ５１と、フライホイールダイオード５２を内蔵した単独のＩＧＢＴからなるスイッチ素子５３と、により構成されるシングルエンド形式の電圧形共振インバータである。スイッチ素子５３は、加熱コイル１１０と共振コンデンサ５１とによる共振回路と直列に接続され、駆動回路３９からスイッチ素子５３のゲートにパルス駆動信号が与えられると、スイッチ素子５３のエミッタ・コレクタ間がオン・オフ動作を繰り返して、整流平滑回路３３からの直流入力電圧が共振回路に断続的に印加され、加熱コイル１１０に高周波電流が供給される構成となっている。このときパルス駆動信号の周期や、一周期に対するオン時間の比率（オン時比率）を変化させることで、インバータ３４への入力電力ひいては加熱コイル１１０から鍋への加熱量を増減させることができる。
【００２３】
ヒータ電源回路３５は、マイクロコンピュータ２４からのヒータ制御信号を受けて、入力フィルタ回路３１でノイズ成分を低減した電源電圧を、何れも保温用の抵抗線ヒータからなる蓋ヒータ２７や胴ヒータ２８に供給するものである。本実施形態では、マイクロコンピュータ２４からヒータ電源回路３５に蓋ヒータ制御信号が送出されると、蓋加熱手段となる蓋ヒータ２７に電源電圧が供給されて通電し、鍋の上面開口に対向する蓋体３の下面部が主に加熱され、マイクロコンピュータ２４からヒータ電源回路３５に胴ヒータ制御信号が送出されると、側部加熱手段となる胴ヒータ２７に電源電圧が供給されて通電し、鍋の側面部を主に加熱される構成となっている。これにより、鍋内の被炊飯物をご飯に炊き上げた後の保温時に、鍋の内面への露付きを防止することができる。
【００２４】
電圧検出回路３６は、ダイオードブリッジ４５で整流された電圧を取り込んで、内部の抵抗素子（図示せず）で積分し、インバータ３４の入力電圧に応じた検出信号を送出するものである。マイクロコンピュータ２４は、電圧検出回路３６からの検出信号を受けて、内部のＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でインバータ３４の入力電圧を監視する構成となっている。また、電圧検出回路３６に取り込まれる電圧は、ダイオードブリッジ４５で整流される前の電源電圧を反映しているので、マイクロコンピュータ２４は電磁誘導コントローラ１００に印加される電源電圧を監視できる。
【００２５】
電流検出回路３７は、インバータ３４に流れる入力電流を電圧に変換して、インバータ３４の入力電流と、スイッチ素子５３のオフ状態でフライホイールダイオード５２を流れる回生電流と、に応じた各検出信号を送出するものである。マイクロコンピュータ２４は、電流検出回路３７からの各検出信号を受けて、内部のＡ／Ｄコンバータで入力電流と回生電流を監視する構成となっている。
【００２６】
トリガ検出回路３８は、スイッチ素子５３のエミッタ・コレクタ間電圧（コレクタ電圧）を分圧して、そのコレクタ電圧に応じた検出信号を送出するものである。マイクロコンピュータ２４は、トリガ検出回路３８からの検出信号を受けて、内部のＡ／Ｄコンバータでスイッチ素子５３のコレクタ電圧がゼロになるタイミングを監視する構成となっている。
【００２７】
駆動回路３９は、マイクロコンピュータ２４からのゲート制御信号を受けて、スイッチ素子５３をオン・オフ動作させるに十分なパルス駆動信号を、スイッチ素子５３のゲートに送出するものである。
【００２８】
一方、制御基板２２に実装されるマイクロコンピュータ２４は、記憶手段に記憶したプログラムをＣＰＵが実行することで機能するソフトウェア構成として、操作部５への手動操作に伴う操作信号により、炊飯動作の開始が指示されると、電圧検出回路３６や、電流検出回路３７や、トリガ検出回路３８からの各検出信号の他に、何れも図示しない鍋の温度を検出する鍋温度検出手段や、蓋体３の下部温度を検出する蓋温度検出手段からの検出信号を取り込んで、鍋の底部から側面下部にかけて主に加熱する加熱コイル１１０と、蓋体３を主に加熱する蓋ヒータ２７と、鍋の側部を主に加熱するコードヒータによる側部ヒータ２８を各々制御するとともに、炊飯器１の状況などを視覚的に知らせるために、表示部４のＬＣＤやＬＥＤを各々制御する加熱制御手段６１を備える。加熱制御手段６１は、操作部５からの炊飯動作の開始の指示を受けて、鍋に投入した米の吸水を促進させる浸しと、被炊飯物の温度を短時間に沸騰まで上昇させる沸騰加熱と、被炊飯物の沸騰状態を継続させる沸騰継続と、被炊飯物をドライアップ状態のご飯に炊き上げる炊き上げと、ご飯を焦がさない程度の高温に維持するむらしの各行程（ステップ）を順に実行して、鍋内の被炊飯物をご飯に仕上げて炊飯動作を完了させた後、引き続き鍋内のご飯を所定の保温温度（約70〜76℃）に保つように、保温動作を行なう構成となっている。
【００２９】
そして、加熱制御手段６１による上述した一連の炊飯動作では、各行程で適切な加熱量で鍋内の被炊飯物を加熱できるように、駆動回路３９へのゲート制御信号によりインバータ３４の入力電力が調整される。具体的には、加熱制御手段６１は、炊飯動作中に電圧検出回路３６からの入力電圧検出信号と、電流検出回路３７からの入力電流検出信号をそれぞれ取り込み、入力電圧検出信号から得られる電磁誘導コントローラ１００への実際の電源電圧に応じた駆動周波数で、且つ入力電圧検出信号と入力電流検出信号から得られるインバータ３４の実際の入力電力が、各行程で予め設定された入力電力となるようなオン時比率で、スイッチ素子５３がオン・オフ動作をするようなバルス駆動信号を、スイッチ素子５３のゲートに供給できるように、パルス状のゲート制御信号を駆動回路３９に送出する。
【００３０】
これにより、例えば前述の沸騰加熱で、加熱コイル１１０から最大の加熱量で鍋内の被炊飯物を強加熱させようとするときに、加熱制御手段６１は、実際の電源電圧に応じたスイッチ素子５３の駆動周波数を決定し、次に最大の加熱量に見合うインバータ３４の入力電力が最大の例えば1200Ｗとなるようなスイッチ素子５３のオン時比率を決定する。そして、決定した駆動周波数とオン時比率でスイッチ素子５３がオン・オフ動作されるように、加熱制御手段６１からのゲート制御信号を受けて、駆動回路３９がスイッチ素子５３のゲートにパルス駆動信号を供給すれば、実際の電源電圧が交流100Ｖ〜240Ｖのどの範囲にあっても、インバータ３４の入力電力を最大の1200Ｗにして、最大の加熱量で鍋内の被炊飯物を強加熱できる。
【００３１】
インバータ３４の入力電力Ｐは、入力電圧をＥ、加熱コイル１１０のインダクタンスをＬ、スイッチ素子５３の駆動周波数をｆ、スイッチ素子５３のオン時間をＴon、スイッチ素子５３のオフ時間をＴoff、定数をＡとしたときに、次の式で表せる。加熱コイル１１０のインダクタンスＬや定数Ａを予めマイコン２４の記憶手段（図示せず）に予め記憶させておけば、加熱制御手段６１は以下の式を利用して、電圧検出回路３６からの検出信号に基づき、設定した入力電力Ｐが得られるようなスイッチ素子５３の駆動周波数と、スイッチ素子のオン時比率Ｔon／（Ｔon＋Ｔoff）の各値を算出できる。
【００３２】
【数１】
2020004540.tif 000003
【００３３】
加熱制御手段６１は、インバータ３４の動作モードが準Ｅ級となるように、スイッチ素子５３をターンオンさせるタイミングを、電流検出回路３７からの回生電流検出信号と、トリガ検出回路３８からのトリガ検出信号とにより決定してもよい。つまり、パルス駆動信号が「Ｈ」（高）レベルになって、スイッチ素子５３がターンオンすると、整流平滑回路３３からの入力電圧が加熱コイル１１０に印加され、加熱コイル１１０を流れる電流と、スイッチ素子５３のコレクタからエミッタに流れる電流が、何れも徐々に増加する。この後、パルス駆動信号が「Ｌ」（低）レベルに切替わって、スイッチ素子５３がターンオフすると、スイッチ素子５３のコレクタからエミッタに流れる電流は遮断されるものの、加熱コイル１１０にそれまで流れていた電流が、共振電流として共振コンデンサ５１に流れ込み、やがて共振コンデンサ５１から加熱コイル１１０に逆方向の電流が流れる。この共振回路内のエネルギーの受け渡しで、スイッチ素子５３のコレクタ電圧は、最初に上昇した後に減少し、やがてゼロに達する。
【００３４】
この時点で、共振コンデンサ５１から加熱コイル１１０に向けて引き続き電流が流れようとしても、今度はフライホイールダイオード５２がオンしてその電流は停止され、代わりにフライホイールダイオード５２を介して、平滑コンデンサ４７から加熱コイル１１０に回生電流が流れるようになる。加熱制御手段６１は、トリガ検出回路３８からのトリガ検出信号を受けて、スイッチ素子５３のコレクタ電圧がゼロになるタイミングを取得したら、電流検出回路３７からの回生電流検出信号により、加熱コイル１１０に回生電流が流れている間に、パルス駆動信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに切替えて、スイッチ素子５３が再びターンオンするようなゲート制御信号を駆動回路３９に送出できれば、スイッチ素子５３のノイズ発生を最小にした準Ｅ級動作モードが実現する。
【００３５】
一方、本実施形態では、電源電圧に応じてスイッチ素子５３の駆動周波数が決定され、インバータ３４の入力電力に応じてスイッチ素子５３のオン時比率が決定されるため、所望の入力電力をインバータ３４に印加させるには、スイッチ素子５３のコレクタ電圧がゼロになる前のタイミングで、スイッチ素子５３をターンオンさせざるを得ない場合がある。これが短絡動作モードで、共振回路を通じてスイッチ素子５３のコレクタからエミッタに短絡電流が流れ、この短絡電流が大きくなる程、スイッチ素子５３のノイズ発生が増大する。また、スイッチ素子５３の駆動周波数が高くなれば、スイッチ素子５３はその分オン・オフを頻繁に繰り返すので、スイッチ素子５３の損失も増大する。したがって本実施形態では、スイッチ素子５３の駆動周波数が高くなる交流240Ｖの電源電圧であっても、スイッチ素子５３の駆動周波数が極力下がって、短絡電流も小さくなるように、加熱コイル１１０のインダクタンスが選定される。
【００３６】
図３〜図５は、本実施形態における100Ｖ系と200Ｖ系に共通する炊飯器（図中、「本実施形態  100Ｖ系／200Ｖ系共通機種」）と、従来の100Ｖ系の専用機種となる炊飯器（図中、「従来  100Ｖ系専用機種」）と、同じく従来の200Ｖ系の専用機種となる炊飯器（図中、「従来  200Ｖ系専用機種」）について、主な項目で特性を比較したものである。本実施形態では、従来の100Ｖ系と200Ｖ系の各専用機種の性能を合わせ持つような、電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの全範囲で、インバータ３４に所望の入力電力を印加できる共通の電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０を開発した。開発に際しては、従来の200Ｖ系の専用機種を基本仕様のベースモデルにして、そこから設計変更を加えて100Ｖ系／200Ｖ系の共通機種を試作した。また、耐電流や耐電圧については、100Ｖ系／200Ｖ系のどちらにも満足する上位コンパチブルの部品を選定した。
【００３７】
先ず第１の項目として、商用電源電圧ＡＣＶとインバータ周波数ｆの特性を、図３に示す。インバータ周波数ｆは、前述したスイッチ素子５３の駆動周波数に相当する。従来の100Ｖ系専用機種では、電源電圧が交流100Ｖ〜110Ｖの範囲で、インバータ３４の入力電力が何れも最大で1200Ｗとなるように、インバータ周波数ｆが変動する。また、従来の200Ｖ系専用機種では、電源電圧が交流220Ｖ〜240Ｖの範囲で、インバータ３４の入力電力が何れも最大で1200Ｗとなるように、インバータ周波数ｆが変動する。インバータ周波数ｆの変動範囲は、何れも25ｋＨｚ〜26ｋＨｚである。
【００３８】
一方、本実施形態の100Ｖ系／200Ｖ系共通機種では、電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの範囲で、インバータ３４の入力電力が何れも最大で1200Ｗとなるように、インバータ周波数ｆが連続的に変動する。インバータ周波数ｆの変動範囲は、23ｋＨｚ〜46ｋＨｚである。なお、電磁誘導加熱によるインバータ周波数ｆの範囲は、例えば電波法で20ｋＨｚ〜100ｋＨｚと規定されており、20ｋＨｚ未満では可聴周波数のノイズが出てしまう。そのため、電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの範囲で、インバータ周波数ｆの変動範囲は20ｋＨｚ〜100ｋＨｚとするのが好ましい。また前述のように、インバータ周波数ｆが高くなるに従い、スイッチ素子５３の損失も増大するので、インバータ周波数ｆの変動範囲は20ｋＨｚ〜50ｋＨｚとするのがさらに好ましい。
【００３９】
次に第２の項目として、加熱基板２１に各回路３１〜３９を実装した加熱基板組立７１の特性を、また第３の項目として、加熱コイル１１０を含むコイルベース組立７２の特性を、それぞれ図４に示す。従来の100Ｖ系専用機種と200Ｖ系専用機種は、それぞれ別個の加熱基板組立７１で組み立てられている。100Ｖ系専用機種の加熱基板組立７１は200Ｖ系専用機種と比べて部品点数が少なく、その分、加熱基板２１の寸法サイズも小さくなっている。それに対して、本実施形態の100Ｖ系／200Ｖ系共通機種では、200Ｖ系専用機種の加熱基板組立７１をベースにして、そこから幾つかの部品を変更している。したがって、加熱基板２１は200Ｖ系専用機種と共通のものを使用できる。
【００４０】
コイルベース組立７２は、それぞれの機種に共通して、椀状で樹脂製のコイルベース７３の外表面に、内側の巻線１１０Ａと外側の巻線１１０Ｂを連続して巻回した加熱コイル１１０を装着して構成される。コイルベース７３は、最終的に本体２の内部で、鍋を収容する鍋収容部の底部を形成する。したがって、本体２に鍋を収容すると、鍋はコイルベース７３を挟んで、巻線１１０Ａ，１１０Ｂに対向して配置される。巻線１１０Ａ，１１０Ｂの一端からそれぞれ引き出される一対のリード線１１０Ｃは、加熱基板２１と電気的に接続される。
【００４１】
従来の100Ｖ系専用機種では、直径φが0.3ｍｍの導線を39本撚り合わせたリッツ線を、加熱コイル１１０の線材として使用し、内側の巻線１１０Ａが９ターン、外側の巻線１１０Ｂが10ターンで、全体では19ターンとなるような巻数とした。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは26μＨで、抵抗値は1.0Ωとなった。また、従来の200Ｖ系専用機種では、直径φが0.3ｍｍの導線を20本撚り合わせたリッツ線を、加熱コイル１１０の線材として使用し、内側の巻線１１０Ａが16ターン、外側の巻線１１０Ｂが19ターンで、全体では35ターンとなるような巻数とした。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは98μＨで、抵抗値は4.1Ωとなった。
【００４２】
一方、本実施形態の100Ｖ系／200Ｖ系共通機種では、直径φが0.3ｍｍの導線を20本撚り合わせたリッツ線を、加熱コイル１１０の線材として使用した。これは、200Ｖ系専用機種の加熱コイル１１０と同じ直径と撚り本数であるが、通電時の温度上昇を抑える場合には、撚り本数をそれ以上に増やすのが好ましい。例えば、前述の沸騰加熱で鍋を強加熱する際に、リッツ線の温度がすぐに上り、長時間の加熱ができない場合には、撚り本数を２倍の40本撚りにする。また、ここで使用する加熱コイル１１０は、内側の巻線１１０Ａが11ターン、外側の巻線１１０Ｂが10ターンで、全体では21ターンとなるような巻数とした。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは41μＨで、抵抗値は1.5Ωとなった（25ｋＨｚにて）。
【００４３】
加熱コイル１１０のインダクタンスは巻数の二乗に比例するため、直列に接続して巻数を増やし、インダクタンスを大きくすれば、電源電圧が高い場合でも、スイッチ素子５３の駆動周波数を上げることなく、インバータ３４に最大の入力電力（1200Ｗ）を印加できるようになる。但し、インダクタンスをむやみに大きくすると、今度は電源電圧が低い場合に、スイッチ素子５３のオン通電率をいくら増加させても、最大の入力電力を得ることができなくなる。したがって、100Ｖ系／200Ｖ系共通機種で使用する加熱コイル１１０は、各巻線１１０Ａ，１１０Ｂの巻数を工夫して、電源電圧が100Ｖ系から200Ｖ系までの間の全範囲で、スイッチ素子５３の駆動周波数を好ましくは20ｋＨｚ〜100ｋＨｚ、さらに好ましくは20ｋＨｚ〜50ｋＨｚの範囲で連続的に変化させたときに、インバータ３４に同じ入力電力が最大で印加できるようなインダクタンスとするのが重要である。
【００４４】
さらに第４の項目として、回路図での特性を図５に示す。また図６は、従来の100Ｖ系専用機種の主要な回路図を示したものである。200Ｖ系専用機種と100Ｖ系／200Ｖ系共通機種は、前述のような耐電流や耐電圧を含めて、個々の部品の特性が異なるものの、部品間の導線の配置は図２に示した通りで共通する。
【００４５】
100Ｖ系専用機種に搭載される電磁誘導コントローラ１００は、前述の入力フィルタ回路３１が省略されているが、それ以外は200Ｖ系専用機種や100Ｖ系／200Ｖ系共通機種の電磁誘導コントローラ１００と同等の回路３２〜３９を有する。ここで主要な部品Ｐ１〜Ｐ４として、平滑コンデンサ４７と、共振コンデンサ５１と、電流ヒューズ４１と、加熱コイル１１０にそれぞれ着目し、これらの部品Ｐ１〜Ｐ４についての諸特性を図７に示す。同図において、部品Ｐ１の平滑コンデンサ４７と部品Ｐ２の共振コンデンサ５１は、何れも静電容量／定格電圧の特性を機種毎に示しており、部品Ｐ３の電流ヒューズ４１は、定格電流と定格電圧の特性を機種毎に示しており、部品Ｐ４の加熱コイル１１０は、インダクタンスと抵抗値の特性を機種毎に示している。またここでは、仕様１として印加される電源電圧の特性を、仕様２としてインバータ３４の入力電力の特性を、結果１としてインバータ３４の発振周波数（すなわち、スイッチ素子５３の駆動周波数）の特性を、機種毎に示している。
【００４６】
次に、本実施形態の電磁誘導コントローラ１００に好適な加熱コイル１１０の第１設計例を、図８および図９に基づき説明する。ここでは、図２に示す回路構成で、主な部品Ｐ１〜部品Ｐ３については、図７に示す「100Ｖ系／200Ｖ系共通機種」の特性を有する電磁誘導コントローラ１００を用い、部品Ｐ４については、第１試作案で「100Ｖ系専用機種」の特性を有する加熱コイル１１０を用いる一方で、第２試作案で「100Ｖ系／200Ｖ系共通機種」の特性を有する加熱コイル１１０を用いた。
【００４７】
図８は、第１試作案の電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０の出力特性をそれぞれ示したものである。第１試作案では、本来は100Ｖ系専用機種に組み込まれる加熱コイル１１０を電磁誘導コントローラ１００に接続して、それらの出力特性を確認した。加熱コイル１１０は、直径φが0.3ｍｍの導線を39本撚り合わせたリッツ線を線材として使用し、その線材を内側の巻線１１０Ａが９ターン、外側の巻線１１０Ｂが10ターンで、全体では19ターンとなるように巻回している。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは26μＨで、抵抗値は1.0Ωとなった。
【００４８】
第１試作案では、電磁誘導コントローラ１００に印加する電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの全範囲で、インバータ３４の入力電力が何れも最大で1250Ｗとなるように、スイッチ素子（ＩＧＢＴ）５３の駆動周波数とゲートパルス幅が加熱制御手段６１で調整された。図８の左側には、電源電圧が240Ｖ，220Ｖ，120Ｖ、及び100Ｖのときに、インバータ３４の入力電力が1250Ｗとなるような、スイッチ素子５３の駆動周波数とゲートパルス幅が示されている。ここでいうゲートパルス幅は、スイッチ素子５３のオン時間に相当するもので、駆動周波数の逆数となる一周期に対するオン時間の割合、すなわちオン時比率は、電源電圧が240Ｖのときに0.19、電源電圧が220Ｖのときに0.21、電源電圧が120Ｖのときに0.44、電源電圧が100Ｖのときに0.54であった。
【００４９】
また図８の右側には、電源電圧が240Ｖと100Ｖのときに、フライホイールダイオード５２とスイッチ素子５３に流れる電流波形Ｗ１と、スイッチ素子５３のコレクタ電圧波形Ｗ２の観測結果をそれぞれ示している。電源電圧が240Ｖの場合は、スイッチ素子５３の駆動周波数が50ｋＨｚよりも高く、その分早いタイミングでスイッチ素子５３をターンオンせざるを得なくなるため、スイッチ素子５３を流れる高い短絡電流が電流波形Ｗ１に観測される。第１試作案の加熱コイル１１０では、電源電圧が200Ｖ以上になると、好ましくない短絡電流が発生していた。
【００５０】
そこで、第１試作案とは特性の異なる第２試作案の加熱コイル１１０を設計し、これを100Ｖ系／200Ｖ系共通機種で使用する電磁誘導コントローラ１００に接続して、同様に出力特性を確認した。第２試作案の加熱コイル１１０は、直径φが0.3ｍｍの導線を20本撚り合わせたリッツ線を線材として使用し、その線材を内側の巻線１１０Ａが11ターン、外側の巻線１１０Ｂが10ターンで、全体では21ターンとなるように巻回している。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは26μＨから41μＨに増加し、抵抗値は1.5Ωから1.0Ωとなった。
【００５１】
図９は、第２試作案の電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０の出力特性をそれぞれ示したものである。第２試作案でも、電磁誘導コントローラ１００に印加する電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの全範囲で、インバータ３４の入力電力が何れも最大で1250Ｗとなるように、スイッチ素子（ＩＧＢＴ）５３の駆動周波数とゲートパルス幅が加熱制御手段６１で調整された。図９の左側には、電源電圧が240Ｖと100Ｖのときに、インバータ３４の入力電力が1250Ｗとなるような、スイッチ素子５３の駆動周波数とゲートパルス幅が示されている。併せてここには、前述の加熱コイル１１０の特性（インダクタンス及び抵抗値）と、スイッチ素子５３のコレクタ電圧の最大値ＶCEと、スイッチ素子５３を流れる電流のピーク値Ｉpeakと、フライホイールダイオード５２を流れる回生電流の値を、それぞれ示している。スイッチ素子５３を流れる電流のピーク値Ｉpeakは、加熱コイル１１０と共振コンデンサ５１のＬＣ定数を調整して、最大で60Ａ以下とするのが好ましい。スイッチ素子５３の駆動周波数とゲートパルス幅から算出されるオン時比率は、電源電圧が240Ｖのときに0.24、電源電圧が100Ｖのときに0.64であった。
【００５２】
また図９の右側には、電源電圧が240Ｖと100Ｖのときに、フライホイールダイオード５２とスイッチ素子５３に流れる電流波形Ｗ１と、スイッチ素子５３のコレクタ電圧波形Ｗ２の観測結果をそれぞれ示している。これを図８の観測結果と比較すると、特に電源電圧が240Ｖの場合に、スイッチ素子５３がターンオンする瞬間の短絡電流が77Ａから24Ａに減少していることが電流波形Ｗ１から確認でき、スイッチ素子５３からのノイズ発生が低減した。また、加熱コイルのインダクタンスが大きくなった分、同じ入力電力を得るのに必要なスイッチ素子５３の駆動周波数が58.6ｋＨｚから50ｋＨｚ以下の44.9ｋＨｚに下がったため、スイッチ素子５３の損失も低減した。したがって、電波法の規定からすれば、スイッチ素子５３の好ましい駆動周波数の範囲は20ｋＨｚ〜100ｋＨｚとなるが、スイッチ素子５３の損失を考慮すれば、スイッチ素子５３のさらに好ましい駆動周波数の範囲は20ｋＨｚ〜50ｋＨｚとなる。最終的には、この第２試作案の加熱コイル１００が、本実施形態に適合するインダクタとなった。
【００５３】
続いて、本実施形態の電磁誘導コントローラ１００に好適な加熱コイル１１０の第２設計例を、図１０〜図１２に基づき説明する。
【００５４】
第２設計例では、200Ｖ系の電源電圧が印加されたときに、従来よりも高い加熱量（インバータ３４の入力電力では1200Ｗから2000Ｗ）の炊飯技術を確立することを目的として、炊飯器１の試作が行われた。具体的には、電源電圧が100Ｖ系よりも高い200Ｖ系の利点を生かし、インバータ３４の入力電力を、従来の200Ｖ系の炊飯器１では最大値とされた1500Ｗから2000Ｗにハイパワー化させ、高速炊飯（炊飯時間：15分）と炊きムラの低減を実現させることを目的とする。
【００５５】
ここでも、100Ｖ系／200Ｖ系共通機種の電磁誘導コントローラ１００で作った回路を、そのまま使用した。また、部品Ｐ４については、87μＨのインダクタンスを有する加熱コイル１１０を新たに巻いて、インバータ周波数が30ｋＨｚ未満で、インバータ３４の入力電力が最大で2000Ｗとなるような設計を実現させた。回路方式は、これまで説明したシングルエンド形式の準Ｅ級電圧形共振インバータとし、200Ｖ系の電源電圧でインバータ３４の入力電力を300Ｗ〜2000Ｗに可変できるようにする。これは、入力電力を1200Ｗ〜2000Ｗとする場合には、前述のようにスイッチ素子５３の駆動周波数とオン時比率を可変させたパルス駆動信号群を、スイッチ素子５３のゲートに連続して供給する一方で、入力電力を1200Ｗ未満とする場合には、スイッチ素子５３へのパルス駆動信号群をＰＷＭ制御して、スイッチ素子５３のゲートに間欠的に供給することで実現する。例えば入力電力を300Ｗとする場合には、1200Ｗに相当する連続のパルス駆動信号群を、加熱制御手段６１のＰＷＭ制御により、25％の割合でスイッチ素子５３のゲートに供給すれよく、パルス駆動信号群のオン／オフ比率を変えることで調整可能となる。
【００５６】
図１０は、ベースモデルとなる前述した200Ｖ系の専用機種と、第２設計例の試作案（第３試作案）について、電磁誘導コントローラ１００に搭載される主な部品Ｐ１〜Ｐ４の特性を示したものである。部品Ｐ１の平滑コンデンサ４７と、部品Ｐ２の共振コンデンサ５１は、何れもベースモデルよりも静電容量が大きなものに取り替えた。また、部品Ｐ３の電流ヒューズ４１も、インバータ３４の高入力電力化に伴い、ベースモデルの200Ｖ系専用機種よりも定格電流が大きなものに取り替えた。加熱基板２１は、前述の200Ｖ系専用機種や、第１試作案及び第２試作案と同じものを使用する。
【００５７】
図１１は、従来のベースモデルで組み込まれる加熱コイル１１０と、本実施形態に対応して、第２設計例の第３試作案で組み込まれる加熱コイル１１０の特性を比較して示したものである。前述したように、ベースモデルとなる200Ｖ系専用機種の炊飯器１では、直径φが0.3ｍｍの導線を20本撚り合わせたリッツ線を、加熱コイル１１０の線材として使用し、内側の巻線１１０Ａが16ターン、外側の巻線１１０Ｂが19ターンで、全体では35ターンとなるような巻数とした。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは98μＨで、抵抗値は4.1Ωとなった。
【００５８】
一方、第３試作案の炊飯器１では、直径φが0.3ｍｍの導線を20本撚り合わせたリッツ線を、加熱コイル１１０の線材として使用し、内側の巻線１１０Ａが16ターン、外側の巻線１１０Ｂが17ターンで、全体では33ターンとなるような巻数とした。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは87μＨで、抵抗値は3.5Ωとなった。コイルベース７３の外表面に加熱コイル１１０を装着したコイルベース組立７２の構成については、前述した通りである。
【００５９】
図１２は、第３試作案の電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０の出力特性をそれぞれ示したものである。第３試作案では、電磁誘導コントローラ１００に印加する電源電圧が200Ｖ系の最大値である240Ｖで、インバータ３４に最大で2000Ｗまで入力電力を入れられるように、またインバータ３４の入力電力が、スイッチ素子５３のゲートに連続したパルス駆動信号群を供給できる下限値の1200Ｗで、スイッチ素子５３の駆動周波数が30ｋＨｚ未満となるように、スイッチ素子５３の駆動周波数とゲートパルス幅が加熱制御手段６１で調整された。
【００６０】
前述のように、スイッチ素子５３の駆動周波数は、20ｋＨｚ〜50ｋＨｚであることがより好ましいが、その上限値が30ｋＨｚを超えると、電磁誘導コントローラ１００に搭載される部品は高周波特性のグレードが要求される。上限値が30ｋＨｚ未満であれば、従来の200Ｖ系専用機種をベースとして電磁誘導コントローラ１００を組み立てたときに、そうした高周波特性のグレードに部品を取り替える必要がなく、従来部品をそのまま利用できるので、コストアップを避けることができる。
【００６１】
図１２の左側には、電源電圧が240Ｖで、インバータ３４の入力電力が2000Ｗと1200Ｗとなるような、スイッチ素子５３の駆動周波数とゲートパルス幅が示されている。併せてここには、スイッチ素子５３のコレクタ電圧の最大値ＶCEと、スイッチ素子５３を流れる電流のピーク値Ｉpeakと、フライホイールダイオード５２を流れる回生電流の値を、それぞれ示している。ここでも、スイッチ素子５３を流れる電流のピーク値Ｉpeakを60Ａ以下とするために、加熱コイル１１０と共振コンデンサ５１のＬＣ定数を調整している。また、スイッチ素子５３のコレクタ電圧の最大値ＶCEを抑えるために、スイッチ素子５３として高耐圧のＩＧＢＴを採用し、共振コンデンサ５１の切換回路を追加している。スイッチ素子５３のオン時比率は、インバータ３４の入力電力が2000Ｗのときに0.51、インバータ３４の入力電力が1200Ｗのときに0.40であった。
【００６２】
図１２の右側には、インバータ３４の入力電力が2000Ｗと1200Ｗのときに、フライホイールダイオード５２とスイッチ素子５３に流れる電流波形Ｗ１と、スイッチ素子５３のコレクタ電圧波形Ｗ２の観測結果をそれぞれ示している。第３試作案では、87μＨのインダクタンスとなる新たな加熱コイル１１０を、前述の100Ｖ系／200Ｖ系共通機種で使用した電磁誘導コントローラ１００に接続することで、電磁誘導コントローラ１００に200Ｖ系の電源電圧を印加した場合に、より好ましいスイッチ素子５３の駆動周波数の範囲内とされる20ｋＨｚ〜50ｋＨｚで、インバータ３４に第２試作案で達成された上限の入力電力である1250Ｗよりも高い2000Ｗの入力電力を最大で印加できた。また、スイッチ素子５３に連続してパルス駆動信号を供給して、インバータ３４の入力電力を最大の2000Ｗから1200Ｗまでの範囲とする場合に、スイッチ素子５３の駆動周波数を20ｋＨｚ〜30ｋＨｚ未満とすることができた。これにより、100Ｖ系／200Ｖ系共通機種で使用した電磁誘導コントローラ１００の回路に、従来部品をそのまま利用することが可能となり、コストアップなしに炊飯器1のハイパワー化を実現できた。
【００６３】
以上のように、本実施形態の電磁誘導コントローラ１００は、交流の電源電圧を直流の入力電圧に変換する電源回路としての整流平滑回路３３と、整流平滑回路３３に印加する電源電圧を検出する電圧検出回路３６と、整流平滑回路３３からの入力電圧が印加され、インダクタとなる加熱コイル１１０に高周波電流を供給するために、駆動回路３９からのパルス駆動信号によりオン・オフ動作されるスイッチ素子５３を含んで構成されるインバータ３４と、電圧検出回路３６からの検出結果を受けて、スイッチ素子５３のオン・オフ動作を制御する制御手段となる加熱制御手段６１と、を備え、電源電圧が上昇するに従い、スイッチ素子５３の駆動周波数を連続的に上げ、さらにはインバータ３４に印加する入力電力が上昇するに従い、スイッチ素子５３のオン時比率を連続的に増加させることで、電源電圧が第１電圧系となる100Ｖ系と第２電圧系となる200Ｖ系との間の全範囲で、インバータ３４に同じ最大の第１入力電力（1250Ｗ）が印加されるように、加熱制御手段６１を構成している。
【００６４】
そのため、整流平滑回路３３に加わる電源電圧が100Ｖ系と200Ｖ系の間のどの電圧値であっても、加熱制御手段６１がスイッチ素子５３の駆動周波数とオン時比率を連続的に可変させることで、従来のように複数の加熱コイルの接続をわざわざ切替えることなく、単独の加熱コイル１１０でインバータ３４に同じ最大の第１入力電力を印加できる。したがって、設置スペースの制約を受けることなく、電源電圧が100Ｖ系や200Ｖ系以外の中間値であっても、インバータ３４が所定の入力電力を得ることが可能な電磁誘導コントローラ１００を、電源電圧に依存することなく共通に提供できる。
【００６５】
また本実施形態では、上記構成の電磁コントローラ１００に加熱コイル１１０を接続して、電源電圧が第１電圧系である100Ｖ系と第２電圧系である200Ｖ系との間の全範囲で、スイッチ素子５３の駆動周波数を20ｋＨｚ〜50ｋＨｚの範囲で連続的に変化させたときに、インバータ３４に同じ最大の第１入力電力となる1250Ｗが印加されるように、加熱コイル１１０のインダクタンスが選定される。
【００６６】
そのため、電磁誘導コントローラ１００に適切なインダクタとなる加熱コイル１１０を接続することで、電磁誘導コントローラ１００に印加される電源電圧が100Ｖ系や200Ｖ系以外の中間値であっても、好ましいスイッチ素子５３の駆動周波数の範囲内で、インバータ３４に所定の入力電力を最大で印加できる。
【００６７】
また本実施形態では、上記構成の電磁コントローラ１００に加熱コイル１１０を接続して、電源電圧が第２電圧系である200Ｖ系のときに、スイッチ素子の駆動周波数を20〜50ｋＨｚの範囲で連続的に変化させたときに、インバータ３４に前記第１入力電力となる1250Ｗよりも大きな第２入力電力となる2000Ｗが最大で印加されるように、加熱コイル１１０のインダクタンスが選定される。
【００６８】
そのため、電磁誘導コントローラ１００に適切なインダクタとなる加熱コイル１１０を接続することで、整流平滑回路３３に200Ｖ系の電源電圧を印加した場合には、好ましいスイッチ素子の駆動周波数の範囲内で、インバータ３４に第１入力電力よりも高い第２入力電力を最大で印加できる。
【００６９】
なお、本実施形態では電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０を炊飯器１に組み込んだ一例を説明したが、炊飯器１以外の商用電源で動作する電気機器に適用してもよい。例えば、電気機器としてオーブンレンジに組み込む場合には、加熱コイル１１０に代わるインダクタとして、昇圧トランスの一次巻線を電磁誘導コントローラ１００に接続する。昇圧トランスの一次巻線と二次巻線との間の電磁誘導作用により、二次巻線に誘起された高電圧をマグネトロンに印加することで、オーブンレンジの調理庫内に入れた被調理物を高周波加熱することができる。この場合も、昇圧トランスの一次巻線のインダクタンスを適宜調整すれば、本実施形態と同様の作用・効果が得られる。また、特許文献１のような定着装置の他に、インダクタに交流電流を供給して電磁誘導作用を生じさせるあらゆる電気機器に、本発明を適用できる。
【００７０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更可能である。上記実施形態中の数値はあくまでも一例であり、電気機器の仕様に応じて適宜変更してよい。またインバータ３４は、例えば複数のスイッチ素子を使用するハーフブリッジ形やフルブリッジ形のインバータを採用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
３３  整流平滑回路（電源回路）
３４  インバータ
３６  電圧検出回路
６１  加熱制御手段（制御手段）
１００  電磁誘導コントローラ
１１０  加熱コイル（インダクタ）
【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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