(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波磁界を発生させて鍋を誘導加熱する誘導加熱コイル、前記誘導加熱コイルに高周波電流を通電させるパワースイッチング素子、及び共振コンデンサにより構成されるインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御手段と、商用電源である交流電源を直流に変換する整流回路と、前記整流回路が出力する電圧を検出する電圧検知手段と、前記電圧検知手段で検出した電圧とサンプリングした電圧の変化量から電源歪み判定をする電源歪み判定手段と、前記電源歪み判定の開始が入力される入力手段と、前記電源歪み判定結果を表示する表示手段と、を備え、調理中に不快な鍋音が発生する場合に、前記入力手段が操作され前記電源歪み判定を開始すると、前記電源歪み判定手段は、前記制御手段が前記誘導加熱コイルに高周波電流を通電した状態で、前記電圧検知手段により前記商用電源の１周期分の電圧を所定の周期でサンプリングした前記整流回路が出力する電圧のデータと１つ前にサンプリングした電圧のデータとの差を算出して電圧の変化量を求め、前記電圧の変化量が上昇し下降するピークの出現回数が所定回数以上で電源歪みと判定した場合に、前記表示手段により商用電源が歪んでいることを表示する誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記電源歪み判定手段は、前記ピークの出現回数が前記所定回数未満の場合には、前記電圧検知手段の出力波形から前記商用電源の正位相及び負位相における電圧の積算値を算出し位相毎の差が所定値以上であれば前記電源歪みと判定する請求項１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、調理容器を誘導加熱する誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の誘導加熱調理器は、誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバ−タを保護するため、電源電圧の過大、過小を検知して、インバータを停止させることが一般的に行われている（例えば、特許文献１参照）。交流電源を全波整流し、分圧して基準電圧との比較を行い、電源電圧の異常を検知している。
【０００３】
また、誘導加熱コイルで加熱される負荷鍋の振動を検出して、振動波形から鍋の共振音を検知する方法が考案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平０５−０１６１５３号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／１３２６７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の誘導加熱調理器においては、鍋を加熱していると不快な音が発生する場合があるという使用者からの報告があり、この場合の要因が、誘導加熱調理器内部の不具合が原因なのか、それとも、電源が原因なのかがわからないという課題を有している。
【０００６】
さらに、音や振動を検知する場合には、圧電セラミックス等の振動センサやマイクを誘導加熱コイルの上方にある鍋を載置するプレートに配置する必要があり、コスト増になるという課題も有している。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電源の歪みを判定し、使用者に知らせる機能を備えることにより、調理中、不快な鍋音が発生する場合に、サービスマンがその要因を調べ、解決するための助けとなり、メンテナンス性を向上させ、快適で使いやすい誘導加熱調理器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、高周波磁界を発生させて鍋を誘導加熱する誘導加熱コイル、前記誘導加熱コイルに高周波電流を通電させるパワースイッチング素子、及び共振コンデンサにより構成されるインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御手段と、商用電源である交流電源を直流に変換する整流回路と、前記整流回路が出力する電圧を検出する電圧検知手段と、電圧検知手段で検出した電圧とサンプリングした電圧の変化量から電源歪み判定をする電源歪み判定手段と、前記電源歪み判定の開始が入力される入力手段と、前記電源歪み判定結果を表示する表示手段と、を備え、調理中に不快な鍋音が発生する場合に、前記入力手段が操作され前記電源歪み判定を開始すると、前記電源歪み判定手段は、前記制御手段が前記誘導加熱コイルに高周波電流を通電した状態で、前記電圧検知手段により前記商用電源の１周期分の電圧を所定の周期でサンプリングした前記整流回路が出力する電圧のデータと１つ前にサンプリングした電圧のデータとの差を算出して電圧の変化量を求め、前記電圧の変化量が上昇し下降するピークの出現回数が所定の回数以上で電源歪みと判定した場合に、前記表示手段により商用電源が歪んでいることを表示するものである。
【０００９】
また、本発明の誘導加熱調理器は、整流回路の両端電圧が平滑コンデンサにより平坦になり、電源歪みがあっても、全く影響を受けない場合には、電源歪み判定手段が電圧検知手段により電圧波形を検出する間、インバータ回路を駆動し、平坦な電圧波形を脈流波形
にすることにより、電源歪みを判定できるようにしたものである。
【００１０】
これによって、インバータ回路への入力電源のための交流を直流に変換する整流回路とは別に、商用交流電源の波形を測定する回路を負荷する必要がなくなり、安価に、簡単な方法で、電源の歪みを検知することができる。鍋音が発生した場合に、原因が、機器内部にあるのか、商用電源にあるのかを判定することができ、使用者のサービス対応を迅速にすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の誘導加熱調理器は、電源歪み判定手段が、電圧検知手段により所定の周期でサンプリングした波形から誘導加熱コイルに高周波電流を通電すると鍋音が発生すると判定した場合、鍋音が発生する商用電源であることを表示することにより、鍋音が発生した場合に、原因が、機器内部にあるのか、商用電源にあるのかを判定することができ、使用者のサービス対応を迅速にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の表示手段と入力手段の外観図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の電圧検知手段で検出される正常な電源波形を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の電圧検知手段で検出される歪みのある電源波形を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の電源歪み判定手段の判定動作を示すフローチャート
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の正常な電源における電圧変化量の遷移を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の歪んだ電源における電圧変化量の遷移を示す図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の正常な電源と判定した場合の表示例を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の歪んだ電源と判定した場合の表示例を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器のブロック図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の電圧検知手段で検出される正常な電源波形を示す図（ｂ）本発明の実施の形態２における電圧検知手段で検出される歪みのある電源波形を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、高周波磁界を発生させて鍋を誘導加熱する誘導加熱コイル、前記誘導加熱コイルに高周波電流を通電させるパワースイッチング素子、及びと共振コンデンサにより構成されるインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御手段と、商用電源である交流電源を直流に変換する整流回路と、前記整流回路が出力する電圧を検出する電圧検知手段と、前記電圧検知手段で検出した電圧とサンプリングした電圧の変化量から電源歪みと判定をする電源歪み判定手段と、前記電源歪み判定の開始が入力される入力手段と、前記電源歪み判定結果を表示する表示手段と、を備え、調理中に不快な鍋音が発生する場合に、前記入力手段が操作され前記電源歪み判定を開始すると、前記制御手段が前記誘導加熱コイルに高周波電流を通電した状態で、前記電源歪み判定手段は、前記電圧検知手段により前記商用電源の１周期分の電圧を所定の周期でサンプリングした前記整流回路が出力する電圧のデータと１つ前にサンプリングした電圧のデータとの差を算出して電圧の変化量を求め、前記電圧の変化量が上昇し下降するピークの出現回数が所定の回数以上で電源歪みと判定した場合に、前記表示手段により商用電源が歪んでいることを表示するものである。
【００１４】
また、本発明の誘導加熱調理器は、整流回路の両端電圧が平滑コンデンサにより平坦になり、電源歪みがあっても、全く影響を受けない場合には、電源歪み判定手段が電圧検知手段により電圧波形を検出する間、インバータ回路を駆動し、平坦な電圧波形を脈流波形にすることにより、電源歪みを判定できるようにしたものである。
【００１５】
これによって、インバータ回路への入力電源のための交流を直流に変換する整流回路とは別に、商用交流電源の波形を測定する回路を負荷する必要がなくなり、安価に、簡単な方法で、電源の歪みを検知することができる。鍋音が発生した場合に、原因が、機器内部にあるのか、商用電源にあるのかを判定することができ、使用者のサービス対応を迅速にすることができる。
【００１６】
第２の発明は、特に、第１の発明の前記電源歪み判定手段は、前記ピークの出現回数が前記所定回数未満の場合には、前記電圧検知手段の出力波形から前記商用電源の正位相及
び負位相における電圧の積算値を算出し位相毎の差が所定値以上であれば前記電源歪みと判定することにより、安価に、簡単な方法で、電源の歪みを検知することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器のブロック図である。
【００１９】
図１において、電源１は低周波交流電源である２００Ｖ商用電源であり、ブリッジダイオードである整流回路２の入力端に接続される。整流回路２の両端出力は、パワースイッチング素子と共振コンデンサにより構成され（図示せず）誘導加熱コイルである加熱コイル３に高周波電流を供給するインバータ回路４に接続される。
【００２０】
制御手段５は、カレントトランスで構成された電流検知手段６により検出した電流値に応じて、インバータ回路４を介して加熱コイル３の出力レベル（以下火力）を５段階（０Ｗ、５００Ｗ、１０００Ｗ、１５００Ｗ、２０００Ｗ、３０００Ｗ）に制御する。
【００２１】
電源歪み判定手段７は、電圧検知手段８で検出した整流回路２の両端の電圧の変化量から電源歪みの有り無しを判定する。入力手段９は、キースイッチにより構成され、制御手段５にインバータ回路４の起動または停止を指示する。表示手段１０は、入力手段９で設定した状態を表示する。
【００２２】
なお、電源歪み判定手段７と制御手段５は、マイクロコンピュータで実現し、電圧検知手段８と電流検知手段６からの出力をマイクロコンピュータに内蔵されたＡＤ変換器により、デジタル値に変換している。
【００２３】
図２は、本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の表示手段と入力手段の外観図である。図２において、入力手段９は、４つのキースイッチにより構成され、表示手段１０は、メニュー、設定火力、設定温度や残時間を表示するＬＥＤにより構成される。
【００２４】
以上のように構成された誘導調理加熱器について、以下その動作、作用を説明する。まず、電源歪み判定手段７の動作を説明する。
図３（ａ）は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の電圧検知手段で検出される正常な電源波形を示す図、（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の電圧検知手段で検出される歪みのある電源波形を示す図である。
図３（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の電圧検知手段で検出される歪みのある電源波形を示す図である。電源歪みの実例は、高調波が電源に重畳したものなどさまざまであるが、図３（ｂ）においては、電源に歪みがある場合の一例を歪み２１で示している。
【００２５】
図４は、本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の電源歪み判定手段７の判定動作を示すフローチャートである。
【００２６】
まず、ステップ３１で、入力手段９のキースイッチ操作により電源歪み判定を開始する。本実施の形態では、入力手段９を構成する４つのスイッチの中で、ダウンキーとアップ
キーを同時に押すことで、電源歪み判定を開始するものとしている。
【００２７】
次に、ステップ３２からステップ３３で、商用電源１の１周期分の電圧を、電圧検知手段８により、１００マイクロ秒のサンプリング周期で、２００個の電圧を測定する。ステップ３４では、ステップ３２からステップ３３で取得した２００個のデータの１つ前のデータとの差を算出して変化量を求め、ステップ３５で、１つ前のデータとの差のデータのピーク値の検出回数を求める。
【００２８】
図５（ａ）は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の正常な電源における電圧変化量の遷移を示す図（ｂ）本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の歪んだ電源における電圧変化量の遷移を示す図である。図６（ａ）は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の正常な電源と判定した場合の表示例を示す図（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の歪んだ電源と判定した場合の表示例を示す図である。
【００２９】
図５（ｂ）のように、ステップ３５で求めたピーク値検出回数が５回以上の場合、電源に歪みがあると判定し、ステップ３７で表示手段１０により、図６（ｂ）に示す表示を行い、電源が異常であることを示し、ステップ３８で、電源歪み判定を終了する。
【００３０】
また、図５（ａ）のように、ステップ３５で求めたピーク値検出回数が４回以下の場合は、次に、ステップ３９で、電源のそれぞれの位相における積算値を検出し、ステップ４０で、積算値の差が１００以上あれば、電源に歪みがあると判定し、ステップ３７で表示手段１０により、図６（ｂ）に示す表示を行い、電源歪み異常であることを示し、ステップ３８で、電源歪み判定を終了する。
【００３１】
さらに、ステップ３９で求めた電源のそれぞれの位相における積算値の差が１００未満の場合、ステップ４１で図６（ａ）に示す表示を行い、電源が正常であることを示し、ステップ３８で、電源歪み判定を終了する。
【００３２】
以上のように、電圧検知手段８により、検出した電源波形から電源歪み判定手段７により、不快な鍋音が発生する電源であるかどうかを機器単体で判定することができ、メンテナンス性を向上することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、インバータ回路の入力電力を供給する整流回路の端子両端の電圧を測定しているが、商用電源の１周期の電源波形を測定できる手段であれば、電源歪み判定手段により、同様に、電源歪みを検知することができる。
【００３４】
また、本実施の形態では、電源電圧を測定したデータの１つ前との差のピークを検出した回数から電源歪みを判定しているが、位相ごとの時間差や、位相ごとの電圧のピーク値の差からも電源歪みを判定することができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、電源歪み判定の開始をサービス用のテストとして行うとしているが、調理を開始する場合に、実施し、電源歪み判定で電源歪みレベルを決定して、所定のレベル以上の歪みであれば、調理を停止して、電源が異常であることを知らせることもできる。
【００３６】
また、本実施の形態では、電源歪み判定のため、商用電源の１周期の電圧を測定しているが、複数周期の測定を行うと、さらに正確に判定できる。
【００３７】
（実施の形態２）
図７は、本発明の第２の実施の形態における誘導加熱調理器のブロック図であり、第１の実施の形態における誘導加熱調理器のブロック図である図１の整流回路２の両端出力に平滑コンデンサ１１を付加したものであり、図３（ａ）に示す電圧は、平滑コンデンサ１１により、平滑されて、一定の電圧になる。
【００３８】
図８（ａ）は本発明の第２の実施の形態における誘導加熱調理器の電圧検知手段で検出される正常な電源波形を示す図（ｂ）は本発明の第２の実施の形態における電圧検知手段で検出される歪みのある電源波形を示す図である。
【００３９】
図８（ｂ）は、制御手段５により、インバータ回路４を制御して、加熱コイル３に高周波電流を通電した状態で、平滑コンデンサ１１により平滑された電圧を電圧検知手段８により測定した電圧波形を示している。
【００４０】
このように、インバータを駆動していないと、平滑コンデンサの働きにより、電圧検知手段８の検出した電圧は、一定になるが、インバータ回路４を駆動させ、平滑コンデンサ１１に充電された電流を加熱コイル３およびインバータ回路４で消費させることによって、脈流になり、この脈流を電圧検知手段８で検出し、電源歪み判定手段７で電源に歪みがあるかないかを検知する。
【００４１】
なお、電源歪みを判定する方法は、実施の形態１で示した変化量のピーク検出回数や位相毎の電圧積算値での判定以外にも、位相毎のボトム電圧の差でも、電源歪みを判定できる。
【００４２】
なお、平滑コンデンサ１１により、脈流が平坦な波形になっている場合に、平滑コンデンサ１１から電荷を放電させる放電抵抗を付加することによって、強制的に平滑コンデンサから電荷を放電させて脈流にすると、より正確に、電源歪みを判定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、電源電圧波形の歪みを検知できるので、電源状態を簡単にモニタして、歪みを表示することによりメンテナンス性の向上を図ることができるのでエアコンや照明等の各種インバータ機器の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
２  整流回路
３  加熱コイル（誘導加熱コイル）
４  インバータ回路
５  制御手段
６  電流検知手段
７  電源歪み判定手段
８  電圧検知手段
９  入力手段
１０  表示手段
【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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