(57)【要約】【課題】  屋内配線の過負荷を防止でき、しかも単相１００Ｖであっても所望の熱量を出力することができる誘導加熱調理器を提供することである。【解決手段】  誘導加熱部駆動装置１２は、商用交流電源１６からの交流電力を整流して直流電力を求め、その直流電力を高周波電力に変換して誘導加熱部１１に供給する。また、演算制御回路１５は、誘導加熱部駆動装置のスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を制御して、誘導加熱部１１での消費電力が零または少ないときに交流電源からの電力をバッテリ１３に蓄積し、誘導加熱部１１での消費電力が交流電源だけでは不足するときは、バッテリ１３からバッテリ供給限界電力を超えない範囲内で不足分を誘導加熱部１１に供給するように制御する。また、演算制御回路１５は、バッテリ１３の運転稼働可能時間を演算し操作表示部１４に表示する。【選択図】  図１
2006278192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源からの交流電力を整流して直流電力を求めその直流電力を高周波電力に変換して誘導加熱部に供給する誘導加熱部駆動装置と、誘導加熱部での消費電力が零または少ないときに交流電源からの電力を蓄積するバッテリと、誘導加熱部での消費電力が交流電源だけでは不足するときは前記バッテリからバッテリ供給限界電力を超えない範囲内で不足分を前記誘導加熱部に供給するように制御するとともに前記バッテリの運転稼働可能時間を演算し表示する演算制御回路とを備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記誘導加熱部駆動装置は、商用交流電源からの交流電力を整流する整流器と、前記整流器の入力電力の力率を改善しつつ前記整流器からの直流を降圧し得られた直流電圧に応じて前記バッテリに電力の充放電を行う力率改善降圧回路と、前記力率改善降圧回路で得られた直流電源を昇圧する昇圧チョッパ回路と、前記昇圧チョッパ回路で昇圧された直流電源を高周波制御し前記誘導加熱部に供給する高周波電力を発生する高周波電力発生回路とを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】
前記誘導加熱部駆動装置は、商用交流電源からの交流電力を整流する整流器と、前記整流器の入力電力の力率を改善しつつ前記整流器からの直流を昇圧する力率改善回路と、前記力率改善回路で得られた直流電源を降圧して前記バッテリに充電するとともにバッテリ電圧を昇圧して前記バッテリに蓄積された電力を前記力率改善回路の出力部に放電する昇降圧チョッパ回路と、前記力率改善回路の出力部の直流電源を高周波制御し前記誘導加熱部に供給する高周波電力を発生する高周波電力発生回路とを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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用交流電源であっても所望の熱量を出力できる誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイパワー家電の一つであるＩＨ(Induction Heating)クッキングヒータ（誘導加熱調理器）は、交流電源からの交流電力を整流して直流電力を求め、その直流電力を高周波電力に変換して誘導加熱部に供給して誘導加熱（ＩＨ）により熱を発生するようにしている。このような誘導加熱調理器の電源は、一般に単相２００Ｖの交流電源を必要としている。一方、一般家庭においては、電力の引き込み線は単相３線で引き込まれているが、屋内、特に台所には単相２００Ｖのコンセントが用意されていない。そのため、誘導加熱調理器を導入しようとした場合には、新たに屋内配線の工事が必要となり、これが誘導加熱調理器の導入促進の障害の一つになっている。
【０００３】
また、単相１００Ｖの交流電源で使用可能とした誘導加熱調理器もある。例えば、単相２００Ｖ用と単相１００Ｖ用とを兼用できるようにしたものがある。このような誘導加熱調理器では、単相１００Ｖの場合はその単相１００Ｖを倍電圧整流回路や力率改善昇圧型整流回路で昇圧して整流し、直流部の電圧Ｖdcは、単相２００Ｖ及び単相１００Ｖのいずれの場合であっても約２８０Ｖとするようにしている。これにより、出力回路を共用化している。
【０００４】
被調理物加熱用の加熱手段に商用交流電源からの交流信号と蓄電池からの直流信号の大きい方を選択して入力し、商用交流電源であっても、十分な調理加熱を行えるようにしたハイパワー調理器がある（例えば、特許文献１参照）。すなわち、商用交流電源から供給される交流電圧の少なくとも最小瞬時値よりも大きい直流電圧を供給する蓄電池を設け、交流電圧の瞬時値が蓄電池からの直流電圧値よりも小さい範囲では、蓄電池からヒータ又は誘導加熱コイルに直流電圧を供給し、商用交流電源であっても十分な調理加熱を行うことができるようにしている。
【特許文献１】特開平７−２３５３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、単相２００Ｖと単相１００Ｖとを兼用できるようにした誘導加熱調理器では、出力回路が共用化されているので単相２００Ｖと同等の能力を発揮する。そのために、単相１００Ｖで使用した場合、入力電圧が１／２であるため、従来の最大出力を得るのに入力電流が２倍必要となる。従って、既設の１００Ｖ用の屋内配線器具の容量を超過する場合がある。そこで、その対策として、単相１００Ｖ用の誘導加熱調理器では最大出力が単相２００Ｖ用より小さく抑えられており、所望の熱量を出力することができないことが多い。
【０００６】
一方、特許文献１のものでは蓄電池を設け、蓄電池からヒータ又は誘導加熱コイルに直流電圧を供給するようにしているが、蓄電池からの直流電圧の供給は、交流電圧の瞬時値が蓄電池からの直流電圧値よりも小さい範囲に対してだけであるので、所望の熱量を出力することができない場合がある。
【０００７】
使用者から見た場合に誘導加熱調理器の購買意欲を低下させている原因の一つは、所望の熱量を得にくいことが上げられる。また、家庭内において誘導加熱調理器を使用する場合には、他の調理器具と併用していることが多く、他の調理器具が電力消費の大きい家電製品であって誘導加熱調理器と同時に使用される場合には、一時的に高負荷になり屋内配線が過負荷になりブレーカが開することがある。
【０００８】
本発明の目的は、屋内配線の過負荷を防止でき、しかも単相１００Ｖであっても所望の熱量を出力することができる誘導加熱調理器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明に係わる誘導加熱調理器は、商用交流電源からの交流電力を整流して直流電力を求めその直流電力を高周波電力に変換して誘導加熱部に供給する誘導加熱部駆動装置と、誘導加熱部での消費電力が零または少ないときに交流電源からの電力を蓄積するバッテリと、誘導加熱部での消費電力が交流電源だけでは不足するときは前記バッテリからバッテリ供給限界電力を超えない範囲内で不足分を前記誘導加熱部に供給するように制御するとともに前記バッテリの運転稼働可能時間を演算し表示する演算制御回路とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係わる誘導加熱調理器は、請求項１の発明において、前記誘導加熱部駆動装置は、商用交流電源からの交流電力を整流する整流器と、前記整流器の入力電力の力率を改善しつつ前記整流器からの直流を降圧し得られた直流電圧に応じて前記バッテリに電力の充放電を行う力率改善降圧回路と、前記力率改善降圧回路で得られた直流電源を昇圧する昇圧チョッパ回路と、前記昇圧チョッパ回路で昇圧された直流電源を高周波制御し前記誘導加熱部に供給する高周波電力を発生する高周波電力発生回路とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係わる誘導加熱調理器は、請求項１の発明において、前記誘導加熱部駆動装置は、商用交流電源からの交流電力を整流する整流器と、前記整流器の入力電力の力率を改善しつつ前記整流器からの直流を昇圧する力率改善回路と、前記力率改善回路で得られた直流電源を降圧して前記バッテリに充電するとともにバッテリ電圧を昇圧して前記バッテリに蓄積された電力を前記力率改善回路の出力部に放電する昇降圧チョッパ回路と、前記力率改善回路の出力部の直流電源を高周波制御し前記誘導加熱部に供給する高周波電力を発生する高周波電力発生回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、誘導加熱部での消費電力が零または少ないときに交流電源からの電力を蓄積するバッテリを設け、誘導加熱部での消費電力が交流電源だけでは不足するときはバッテリからバッテリ供給限界電力を超えない範囲内で不足分を誘導加熱部に供給するので、商用交流電源であっても、家庭内の一時的な高負荷時においても使用が可能となる。また、バッテリの運転稼働可能時間を演算し表示するので、家庭内で一時的な高負荷が発生するかどうかを予め判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる誘導加熱調理器の構成図である。誘導加熱調理器は、熱を発生する誘導加熱部１１と、誘導加熱部１１に電力を供給する誘導加熱部駆動装置１２と、電力を蓄積するバッテリ１３と、調理操作や各種情報の表示を行う操作表示部１４と、操作表示部１４の操作に基づき誘導加熱部駆動装置１２を制御するとともに各種情報を操作表示部１４に表示する演算制御回路１５とから構成される。
【００１４】
誘導加熱部１１はリアクトルＬ1とコンデンサＣ1との並列回路から構成され、この誘導加熱部１１のリアクトルＬ1に電流が流れると、リアクトルの回りに渦電流が発生し、この渦電流が発生しているところに金属を近づけると、金属に電流が流れ、この電流と金属の抵抗により熱が発生し調理用の熱源となる。
【００１５】
誘導加熱部駆動装置１２は、商用交流電源１６からの交流電力を整流して直流電力を求め、その直流電力を高周波電力に変換して誘導加熱部１１に供給するものである。商用交流電源１６からの交流電圧はフィルタコンデンサＣ2を介して整流器１７に入力され、この整流器１７により直流に変換される。整流器１７で整流された直流電圧は平滑リアクトルＬ2を介して力率改善降圧回路１８に入力される。
【００１６】
力率改善降圧回路１８は、スイッチング素子Ｓ1、ダイオードＤ1、リアクトルＬ3、コンデンサＣ3から構成され、スイッチング素子Ｓ1は演算制御回路１５からの指令に基づき駆動回路１９によりスイッチング制御される。すなわち、演算制御回路１５は、電流検出器ＣＴ1で検出された力率改善降圧回路１８への入力電流Ｉ1、電圧検出器ＰＴ1で検出された力率改善降圧回路１８の出力電圧Ｖ1、電流検出器ＣＴbで検出されたバッテリ電流Ｉbに基づいて、整流器１７の入力電力の力率を改善しつつ整流器１７からの直流を降圧するとともに、得られた直流電圧に応じてバッテリ１３に充放電を行う。
【００１７】
力率改善降圧回路１８で得られた直流電圧は、バッテリ１３及びコンデンサＣ3に印加される。バッテリ１３では、力率改善降圧回路１８で得られた直流電圧がバッテリ電圧より高いときは充電し、バッテリ電圧より低いときは放電する。また、コンデンサＣ3は、力率改善降圧回路１８で得られた直流電圧により直流電力を充電する。バッテリ１３やコンデンサＣ3に充電された直流電力が力率改善降圧回路１８で得られた直流電源となる。
【００１８】
力率改善降圧回路１８で得られた直流電源は昇圧チョッパ回路２０に入力される。昇圧チョッパ回路２０は、リアクトルＬ4、スイッチング素子Ｓ2、ダイオードＤ2、コンデンサＣ4から構成され、スイッチング素子Ｓ2は演算制御回路１５からの指令に基づき駆動回路２１によりスイッチング制御される。すなわち、演算制御回路１５は、電圧検出器ＰＴ1で検出された力率改善降圧回路１８の出力電圧Ｖ1、電圧検出器ＰＴ２で検出された昇圧チョッパ回路２０の出力電圧Ｖ2に基づいて、力率改善降圧回路１８で得られた直流電源を昇圧する。
【００１９】
昇圧チョッパ回路２０で昇圧された直流電源は高周波電力発生回路２２に入力される。高周波電力発生回路２２はスイッチング素子Ｓ3で構成され、スイッチング素子Ｓ3は演算制御回路１５からの指令に基づき駆動回路２３によりスイッチング制御される。すなわち、演算制御回路１５は、電圧検出器ＰＴ3で検出された誘導加熱部１１の両端電圧Ｖ3に基づいて高周波制御し、誘導加熱部１１に高周波電力を供給する。
【００２０】
図２は、第１の実施の形態における演算制御回路１５のブロック構成図である。演算制御回路１５は、力率改善降圧回路１８のスイッチング素子Ｓ1をＰＷＭ制御する力率改善制御手段２４、昇圧チョッパ回路２０のスイッチング素子Ｓ2をＰＷＭ制御する昇圧制御手段２５、高周波電力発生回路２２のスイッチング素子Ｓ3をＰＷＭ制御するＩＨ制御手段２６を有し、また、バッテリ１３の運転稼働可能時間を演算し操作表示部１４に表示する残存容量演算手段２７、バッテリ１３への充電が満充電であるか否かを判定しその判定結果を操作表示部１４に表示する充電末判定手段２８を有している。
【００２１】
まず、力率改善制御手段２４について説明する。電流検出器ＣＴbで検出されたバッテリ電流Ｉbは比較手段２９に入力され、充電電流制限値と比較される。充電電流制限値はバッテリ１３に充電する際の電流制限値であり、その差分が減算演算手段３０に入力される。減算演算手段３０では力率改善降圧回路１８の出力電圧目標値Ｖ1rから比較手段２９で得られた差分を減算し、修正された出力電圧目標値Ｖ1r0として差分演算手段３１に出力する。これにより、バッテリ１３への充電電流Ｉbが充電電流制限値を超えたときは出力電圧目標値Ｖ1r0が小さくなる。
【００２２】
差分演算手段３１は、電圧検出器ＰＴ1で検出された力率改善降圧回路１８の出力電圧Ｖ1を入力し、出力電圧Ｖ1と出力電圧目標値Ｖ1r0との差分ΔＶ1を演算して力率改善制御手段２４に出力する。力率改善制御手段２４は出力電圧Ｖ1と出力電圧目標値Ｖ1r0との差分ΔＶ1が零となるように、駆動回路１９を介してスイッチング素子Ｓ1をＰＷＭ制御する。その際に、電流検出器ＣＴ1で検出された力率改善降圧回路１８への入力電流Ｉ1が正弦波になるようにスイッチング素子Ｓ1のオンオフのタイミングを取りつつ制御する。
【００２３】
一方、電流検出器ＣＴ1で検出された力率改善降圧回路１８への入力電流Ｉ1は比較手段３２に入力され、電源電流制限値と比較される。電源電流制限値は商用交流電源１６から電力供給を受ける際の電流制限値であり、その差分が減算演算手段３０に入力される。減算演算手段３０では力率改善降圧回路１８の出力電圧目標値Ｖ1rから比較手段２９で得られた差分を減算し、修正された出力電圧目標値Ｖ1r0として差分演算手段３１に出力する。これにより、力率改善降圧回路１８への入力電流Ｉ1が電源電流制限値を超えたときは出力電圧目標値Ｖ1r0が小さくなる。
【００２４】
バッテリ１３への充電電流が充電電流制限値を超えたとき、あるいは力率改善降圧回路１８への入力電流Ｉ1が電源電流制限値を超えたときは出力電圧目標値Ｖ1r0が小さくなるので、力率改善制御手段２４は出力電圧Ｖ1を下げる方向に制御する。従って、バッテリ電圧Ｖbの方が高くなり、バッテリ１３への充電は停止しバッテリ１３から放電を開始することになる。
【００２５】
一方、バッテリ１３への充電電流が零または負（放電状態）のとき、あるいは力率改善降圧回路１８への入力電流Ｉ1が電源電流制限値未満で零または小さいときは、出力電圧目標値Ｖ1r0が大きくなるので、力率改善制御手段２４は出力電圧Ｖ1を上げる方向に制御する。従って、バッテリ電圧Ｖbの方が低くなり、バッテリ１３の放電は停止しバッテリ１３への充電を開始することになる。
【００２６】
次に、昇圧制御手段２５について説明する。電圧検出器ＰＴ２で検出された昇圧チョッパ回路２０の出力電圧Ｖ2は差分演算手段３３に入力され、昇圧チョッパ回路２０の出力電圧目標値Ｖ2rとの差分ΔＶ2が演算される。差分演算手段３３で演算された差分ΔＶ2は昇圧制御手段２５に入力され、その差分ΔＶ2が零となるように、駆動回路２１を介してスイッチング素子Ｓ2をＰＷＭ制御する。これにより、昇圧チョッパ回路２０の出力電圧Ｖ2はその目標値Ｖ2rに制御される。
【００２７】
一方、力率改善降圧回路１８の出力電圧Ｖ1は比較手段３４に入力され、バッテリ１３の放電終止電圧と比較される。放電終止電圧はバッテリ１３が放電継続できる放電制限値である。力率改善降圧回路１８の出力電圧Ｖ1が放電終止電圧未満となったときはバッテリ１３からの放電は継続できないので昇圧制御手段２５の動作を停止させる。このように、昇圧制御手段２５は力率改善降圧回路１８の出力電圧Ｖ1（昇圧チョッパ回路の入力電圧）が放電終止電圧以上である限りは昇圧制御を行い、負荷である誘導加熱部１１に電力を供給するように動作する。
【００２８】
次に、ＩＨ制御手段２６について説明する。ＩＨ制御手段２６は、誘導加熱調理器の操作表示部１４からの指令信号Ｒ、電圧検出器ＰＴ3で検出された誘導加熱部１１の両端電圧Ｖ3、さらに、必要に応じて誘導加熱部１１の温度Ｔを入力する。なお、図１では誘導加熱部１１の温度Ｔを検出する温度検出器の図示は省略している。
【００２９】
ＩＨ制御手段２６は操作表示部１４からの指令信号Ｒを入力すると、その指令信号Ｒの内容を判別する。例えば、誘導加熱調理器の誘導加熱器がオンオフのいずれの状態であるか、誘導加熱調理器の誘導加熱器がオンしたときに、どの程度の熱源を要求しているのか等を判断する。例えば、出力調整つまみが通常の「煮物」を行う位置に調整されている場合、その熱源要求は通常であるので、特に温度制御は必要としない。その場合には、誘導加熱部１１の温度Ｔの検出は省略する。一方、「揚げ物」のように高温を必要とする熱源要求の場合には温度検出器から誘導加熱部１１の温度Ｔを検出し所定温度になるように自動調節することになる。すなわち、ＩＨ制御手段２６は指令信号Ｒで要求された熱を出力できるように、駆動回路２３を介してスイッチング素子Ｓ3をＰＷＭ制御する。
【００３０】
次に、残存容量演算手段２７及び充電末判定手段２８について説明する。残存容量演算手段２７は、時々刻々変化する電流検出器ＣＴbで検出されたバッテリ電流Ｉb、及び電圧検出器ＰＴ1で検出された力率改善降圧回路１８の出力電圧Ｖ1に基づいて、現時点でのバッテリ１３の蓄電量Ｂを演算するとともに、現時点でのバッテリ１３からの放電量を演算する。そして、現在の放電を継続した場合のバッテリ１３の運転稼働可能時間を演算し操作表示部１４に表示する。
【００３１】
また、充電末判定手段２８はバッテリ１３の蓄電量Ｂが満充電となったか否かを判定するものであり、バッテリ電圧Ｖbが力率改善降圧回路１８の出力電圧Ｖ1より低い状態で、電流検出器ＣＴbで検出されたバッテリ電流Ｉbが満充電電流制限値より小さいときは満充電状態であると判定する。その判定結果は操作表示部１４に表示される。
【００３２】
図３は、第１の実施の形態における演算制御回路１５の動作を示すフローチャートである。まず、演算制御回路１５は誘導加熱調理器が使用中（誘導加熱器がオン）であるか否かを判定する（Ｓ１）。誘導加熱調理器がオンでないときは商用交流電源１６が印加されているか否かを判定する（Ｓ２）。商用交流電源１６が印加されているときは、バッテリ１３の蓄電量Ｂは所定値Ｂ0以下か否かを判定する（Ｓ３）。この所定値Ｂ0としては、例えば満充電状態での蓄電量を設定する。バッテリ１３の蓄電量Ｂが所定値Ｂ0以下であるときはバッテリ１３に充電する（Ｓ４）。
【００３３】
すなわち、誘導加熱調理器がオフ（非使用中）のときは力率改善降圧回路１８への入力電流Ｉ1は零であるので、前述したように、差分演算手段３１に入力される出力電圧目標値Ｖ1r0は大きくなる。このことから、力率改善制御手段２４は出力電圧Ｖ1を上げる方向に動作し、これにより、バッテリ電圧Ｖbの方が低くなりバッテリ１３への充電となる。
【００３４】
一方、ステップＳ１の判定で、操作表示部１４のスイッチがオンされた状態であるときは、商用交流電源１６が印加されているか否かを判定し（Ｓ５）、商用交流電源１６が印加されているときは、指令信号Ｒで要求されている熱源量（誘導加熱部要求出力電力Ｐr）が商用交流電源１６の供給限界電力Ｐa0を超えているか否かを判定する（Ｓ６）。誘導加熱部要求出力電力Ｐrが商用交流電源１６の供給限界電力Ｐa0を超えていないときは、バッテリ１３の蓄電量Ｂは所定値Ｂ0以下か否かを判定し（Ｓ７）、バッテリ１３の蓄電量Ｂが所定値Ｂ0以下であるときは、バッテリ１３に充電しつつ商用交流電源１６から誘導加熱部１１に電力を供給する（Ｓ８）。バッテリ１３の蓄電量Ｂが所定値Ｂ0以下でないときは、バッテリ１３への充電は必要ないので、商用交流電源１６から誘導加熱部１１に電力を供給する（Ｓ９）。
【００３５】
次に、ステップＳ６の判定で、誘導加熱部要求出力電力Ｐrが商用交流電源１６の供給限界電力Ｐa0を超えているときは、商用交流電源１６及びバッテリ１３の双方から誘導加熱部１１に電力を供給する（Ｓ１０）。誘導加熱部要求出力電力Ｐrと商用交流電源１６の供給限界電力Ｐa0との差分（Ｐr−Ｐa0）がバッテリ供給限界電力Ｐb0より小さいか否かを判定し（Ｓ１１）、差分（Ｐr−Ｐa0）がバッテリ供給限界電力Ｐb0より小さいときは、バッテリ１３の蓄電量Ｂ及び現時点の誘導加熱部出力電力Ｐを確認する（Ｓ１２）。そして、バッテリ１３の蓄電量Ｂ及び現時点の誘導加熱部出力電力Ｐに基づいてバッテリ１３の運転稼働可能時間Ｈを算出し（Ｓ１３）、算出したバッテリ１３の運転稼働可能時間Ｈを操作表示部１４に表示する（Ｓ１４）。ステップＳ１１の判定で、差分（Ｐr−Ｐa0）がバッテリ供給限界電力Ｐb0を超えるときは、誘導加熱部出力電力Ｐを、商用交流電源１６の供給限界電力Ｐa0とバッテリ供給限界電力Ｐb0との和（Ｐa0＋Ｐb0）以下に制限し（Ｓ１５）、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理に移り、バッテリ１３の運転稼働可能時間Ｈを算出し、算出したバッテリ１３の運転稼働可能時間Ｈを操作表示部１４に表示する。
【００３６】
また、ステップＳ５の判定で、商用交流電源１６が印加されていないときは、バッテリ１３から誘導加熱部１１に電力を供給する（Ｓ１６）。そして、指令信号Ｒで要求されている誘導加熱部要求出力電力Ｐrがバッテリ１３の供給限界電力Ｐb0を超えているか否かを判定し（Ｓ１７）、超えていないときは、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理に移り、バッテリ１３の運転稼働可能時間Ｈを算出し、算出したバッテリ１３の運転稼働可能時間Ｈを操作表示部１４に表示する。ステップＳ１７の判定で、指令信号Ｒで要求されている誘導加熱部要求出力電力Ｐrがバッテリ１３の供給限界電力Ｐb0を超えているときは、誘導加熱部出力電力Ｐをバッテリ供給限界電力Ｐb0以下に制限し（Ｓ１８）、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理に移り、バッテリ１３の運転稼働可能時間Ｈを算出し、算出したバッテリ１３の運転稼働可能時間Ｈを操作表示部１４に表示する。
【００３７】
このように、第１の実施の形態では、力率改善降圧回路１８と昇圧チョッパ回路２０とを組み合わせることにより２個のスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２とし、また、力率改善降圧回路１８の出力を調整することにより、バッテリ１３及び商用交流電源１６からの直流電力の分担を可能としている。すなわち、バッテリ１３を充電できる直流電圧を力率改善降圧回路１８で調整し、バッテリ１３に充電を行いながら、後段にある昇圧チョッパ回路２０により誘導加熱部１１が必要とする直流電圧（例えば、ＤＣ２８０Ｖ）へ昇圧して電力を供給する。バッテリ１３からの電力供給の分担が必要となったときは、力率改善降圧回路１８の出力電圧Ｖ1を低下させ、バッテリ１３から電力を取り出す。
【００３８】
第１の実施の形態によれば、誘導加熱部１１での消費電力が零または少ないときに商用交流電源１６からの電力をバッテリ１３に蓄積し、誘導加熱部１１での消費電力が交流電源だけでは不足するときは、バッテリ１３からバッテリ供給限界電力を超えない範囲内で不足分を誘導加熱部１１に供給するので、商用交流電源であっても、家庭内の一時的な高負荷時においても使用が可能となる。また、バッテリ１３の使用中にはバッテリ１３の運転稼働可能時間を演算し表示するので、使用できる負荷量を予め判断することができる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態に係わる誘導加熱調理器の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、誘導加熱部駆動装置１２の力率改善降圧回路１８及び昇圧チョッパ回路２０に代えて、力率改善回路３５及び昇降圧チョッパ回路３６を設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４０】
商用交流電源１６からの交流電圧は、誘導加熱部駆動装置１２のフィルタコンデンサＣ2を介して整流器１７に入力され、この整流器１７により直流に変換される。整流器１７で整流された直流電圧は力率改善回路３５に入力される。
【００４１】
力率改善回路３５は、リアクトルＬ4、スイッチング素子Ｓ2、ダイオードＤ2、コンデンサＣ4から構成され、スイッチング素子Ｓ2は演算制御回路１５からの指令に基づき駆動回路２１によりスイッチング制御される。すなわち、演算制御回路１５は、電流検出器ＣＴ1で検出された力率改善回路３５への入力電流Ｉ1、電圧検出器ＰＴ11で検出された力率改善回路３５の入力電圧Ｖ11、電圧検出器ＰＴ2で検出された力率改善回路３５の出力電圧Ｖ2に基づいて、整流器１７の入力電力の力率を改善しつつ整流器１７からの直流を昇圧する。
【００４２】
昇降圧チョッパ回路３６は、コンデンサＣ3、リアクトルＬ11、スイッチング素子Ｓ11、スイッチング素子Ｓ12から構成される。スイッチング素子Ｓ11は演算制御回路１５からの指令に基づき駆動回路３７によりスイッチング制御され、スイッチング素子Ｓ12は演算制御回路１５からの指令に基づき駆動回路３８によりスイッチング制御される。
【００４３】
すなわち、演算制御回路１５は、電流検出器ＣＴ2で検出された力率改善回路３５の出力電流Ｉ2、電圧検出器ＰＴ2で検出された力率改善回路３５の出力電圧Ｖ2、電圧検出器ＰＴ12で検出された昇降圧チョッパ回路３６のバッテリ両端電圧Ｖ12に基づいて、バッテリ電圧Ｖbを昇圧してバッテリ１３に蓄積された電力を力率改善回路３５の出力部（コンデンサＣ4）に放電する。また、演算制御回路１５は、電圧検出器ＰＴ2で検出された力率改善回路３５の出力電圧Ｖ2、電流検出器ＣＴbで検出されたバッテリ電流Ｉbに基づいて、力率改善回路３５で得られた直流電圧を降圧してバッテリ１３に充電する。
【００４４】
力率改善回路３５で昇圧された直流電圧及び昇降圧チョッパ回路３６で昇圧された直流電圧は高周波電力発生回路２２に入力される。高周波電力発生回路２２はスイッチング素子Ｓ3で構成され、スイッチング素子Ｓ3は演算制御回路１５からの指令に基づき駆動回路２３によりスイッチング制御される。すなわち、演算制御回路１５は、電圧検出器ＰＴ3で検出された誘導加熱部１１の両端電圧Ｖ3に基づいて高周波制御し、誘導加熱部１１に高周波電力を供給する。
【００４５】
図５は、第２の実施の形態における演算制御回路１５のブロック構成図である。演算制御回路１５は、力率改善回路３５のスイッチング素子Ｓ2をＰＷＭ制御する力率改善制御手段３９、昇降圧チョッパ回路３６のスイッチング素子Ｓ11をＰＷＭ制御する昇圧制御手段４０、昇降圧チョッパ回路３６のスイッチング素子Ｓ12をＰＷＭ制御する降圧制御手段４１、高周波電力発生回路２２のスイッチング素子Ｓ3をＰＷＭ制御するＩＨ制御手段２６を有し、また、バッテリ１３の運転稼働可能時間を演算し操作表示部１４に表示する残存容量演算手段２７、バッテリ１３への充電が満充電であるか否かを判定しその判定結果を操作表示部１４に表示する充電末判定手段２８を有している。
【００４６】
まず、力率改善制御手段３９について説明する。電圧検出器ＰＴ2で検出された力率改善回路３５の出力電圧Ｖ2は差分演算手段４２に入力され、力率改善回路３５の出力電圧目標値Ｖ2rとの差分ΔＶ2が演算される。差分演算手段４２で演算された差分ΔＶ2は力率改善制御手段３９に入力され、その差分ΔＶ2が零となるように、駆動回路２１を介してスイッチング素子Ｓ2をＰＷＭ制御する。その際に、力率改善制御手段３９は、電流検出器ＣＴ1で検出された力率改善回路３５への入力電流Ｉ1及び電圧検出器ＰＴ11で検出された力率改善回路３５の入力電圧Ｖ11を入力し、その力率改善回路３５への入力電流Ｉ1が正弦波になるようにスイッチング素子Ｓ2のオンオフのタイミングを取りつつ制御する。
【００４７】
次に、昇圧制御手段４０について説明する。電流検出器ＣＴ2で検出された力率改善回路３５の出力電流Ｉ2は比較手段４３に入力され、電源電流制限値と比較される。電源電流制限値は商用交流電源１６から電力供給を受ける際の電流制限値であり、その差分が加算演算手段４４に入力される。加算演算手段４４では力率改善回路３５の出力電圧目標値Ｖ2rから比較手段４３で得られた差分を減算し、修正された出力電圧目標値Ｖ2r0として差分演算手段４５に出力する。これにより、力率改善回路３５への出力電流Ｉ2が電源電流制限値を超えたときは出力電圧目標値Ｖ2r0が大きくなる。
【００４８】
差分演算手段４５は、電圧検出器ＰＴ2で検出された力率改善回路３５の出力電圧Ｖ2を入力し、出力電圧Ｖ2と出力電圧目標値Ｖ2r0との差分ΔＶ2を演算して昇圧制御手段４０に出力する。昇圧制御手段４０は出力電圧Ｖ2と出力電圧目標値Ｖ2r0との差分ΔＶ2が零となるように、昇降圧チョッパ回路３６の駆動回路３７を介してスイッチング素子Ｓ11をＰＷＭ制御する。これにより、バッテリ電圧Ｖbが昇圧されバッテリ１３から力率改善回路の出力部に電力が供給される。このように、力率改善回路３５の出力電流Ｉ2が電源電流制限値を超えたときはバッテリ１３から力率改善回路の出力部に電力が供給される。
【００４９】
一方、昇降圧チョッパ回路３６のバッテリ両端電圧Ｖ12は比較手段４６に入力され、バッテリ１３の放電終止電圧と比較される。放電終止電圧はバッテリ１３が放電継続できる放電制限値である。力率改善回路３５の出力電圧Ｖ1が放電終止電圧未満となったときはバッテリ１３からの放電は継続できないので昇圧制御手段４０の動作を停止させる。このように、昇圧制御手段４０は昇降圧チョッパ回路３６のバッテリ両端電圧Ｖ12が放電終止電圧以上である限りは昇圧制御を行い、負荷である誘導加熱部１１に電力を供給するように動作する。
【００５０】
次に、降圧制御手段４１について説明する。操作表示部１４からの指令信号Ｒは判定手段５０に入力され、その指令信号Ｒの内容が誘導加熱調理器がオフであるかどうかを判定する。そして、誘導加熱調理器がオフであるときに降圧制御手段４１を起動しバッテリ１３への充電を行う。
【００５１】
電流検出器ＣＴbで検出されたバッテリ電流Ｉbは比較手段４７に入力され、充電電流制限値と比較される。充電電流制限値はバッテリ１３に充電する際の電流制限値であり、その差分が減算演算手段４８に入力される。減算演算手段４８では力率改善回路３５の出力電圧目標値Ｖ2rから比較手段４７で得られた差分を減算し、修正された出力電圧目標値Ｖ2r0として差分演算手段４９に出力する。これにより、バッテリ１３への充電電流Ｉbが充電電流制限値を超えたときは出力電圧目標値Ｖ2r0が小さくなる。
【００５２】
差分演算手段４９は、電圧検出器ＰＴ2で検出された力率改善回路３５の出力電圧Ｖ2を入力し、出力電圧Ｖ2と出力電圧目標値Ｖ2r0との差分ΔＶ2を演算して降圧制御手段４１に出力する。降圧制御手段４１は出力電圧Ｖ2と出力電圧目標値Ｖ2r0との差分ΔＶ2が零となるように、駆動回路３８を介してスイッチング素子Ｓ12をＰＷＭ制御する。
【００５３】
これにより、降圧制御手段４１によりバッテリ１３への充電が行われ、充電電流Ｉbが充電電流制限値を超えたときは出力電圧目標値Ｖ2r0が小さくなり、力率改善回路３５の出力電圧Ｖ2を下げるように制御する。従って、バッテリ電圧Ｖbが上がりバッテリ１３への充電が停止する。
【００５４】
次に、ＩＨ制御手段２６について説明する。ＩＨ制御手段２６は、第１の実施の形態の場合と同様に、誘導加熱調理器の操作表示部１４からの指令信号Ｒ、電圧検出器ＰＴ3で検出された誘導加熱部１１の両端電圧Ｖ3、さらに、必要に応じて誘導加熱部１１の温度Ｔを入力する。なお、図４では誘導加熱部１１の温度Ｔを検出する温度検出器の図示は省略している。
【００５５】
ＩＨ制御手段２６は操作表示部１４からの指令信号Ｒを入力すると、その指令信号Ｒの内容を判別する。例えば、誘導加熱調理器の誘導加熱器がオンオフのいずれであるか、誘導加熱調理器がオンしたときに、どの程度の熱源を要求しているのか等を判断する。そして、高温を必要とする熱源要求の場合には温度検出器から誘導加熱部１１の温度Ｔを検出し所定温度になるように、駆動回路２３を介してスイッチング素子Ｓ3をＰＷＭ制御する。
【００５６】
次に、残存容量演算手段２７及び充電末判定手段２８について説明する。残存容量演算手段２７は、第１の実施の形態の場合と同様に、時々刻々変化する電流検出器ＣＴbで検出されたバッテリ電流Ｉb、及び電圧検出器ＰＴ12で検出された昇降圧チョッパ回路３６のバッテリ両端電圧Ｖ12に基づいて、現時点でのバッテリ１３の蓄電量Ｂを演算するとともに、現時点でのバッテリ１３からの放電量を演算する。そして、現在の放電を継続した場合のバッテリ１３の運転稼働可能時間を演算し操作表示部１４に表示する。
【００５７】
また、充電末判定手段２８はバッテリ１３の蓄電量Ｂが満充電となったか否かを判定するものであり、バッテリ電圧Ｖbが昇降圧チョッパ回路３６のバッテリ両端電圧Ｖ12より低い状態で、電流検出器ＣＴbで検出されたバッテリ電流Ｉbが満充電電流制限値より小さいときは満充電状態であると判定する。その判定結果は操作表示部１４に表示される。
【００５８】
図６は、第２の実施の形態における演算制御回路１５の動作を示すフローチャートである。図３に示した第１の実施の形態に対し、ステップＳ７及びステップＳ８が省略されている。前述したように、降圧制御手段４１は誘導加熱調理器がオフであるときに起動されるので、誘導加熱調理器がオフの状態で商用交流電源が印加されているときに充電が行われ（Ｓ１〜Ｓ４）、誘導加熱調理器が使用中であるときにはバッテリ１３には充電されない。また、誘導加熱調理器がオンの状態で商用交流電源１６が印加されており、誘導加熱部要求出力電力Ｐrが商用交流電源１６の供給限界電力Ｐa0より小さいときは、商用交流電源１６で誘導加熱調理器の消費電力を賄えるので、商用交流電源１６から誘導加熱部１１に電力を供給する（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ９）。
【００５９】
誘導加熱調理器がオンの状態で商用交流電源１６が印加されているが、誘導加熱部要求出力電力Ｐrが商用交流電源１６の供給限界電力Ｐa0より大きいときは、商用交流電源１６で誘導加熱調理器の消費電力を賄えないので、商用交流電源１６及びバッテリ１３の双方からバッテリ１３の供給限界電力Ｐb0を超えない範囲で誘導加熱部１１に電力を供給し、バッテリ１３の運転稼働可能時間を表示する（Ｓ１０〜Ｓ１４）。一方、誘導加熱調理器がオフの状態で商用交流電源１６が印加されていないときは、バッテリ１３の供給限界電力Ｐb0を超えない範囲でバッテリ１３から誘導加熱部１１に電力を供給し（Ｓ１６〜Ｓ１８）、バッテリ１３の運転稼働可能時間を表示する（Ｓ１２〜Ｓ１４）。
【００６０】
第２の実施の形態によれば、昇降圧チョッパ回路３６を力率改善回路３５の出力部（誘導加熱部１１への直流電源部）に接続し、操作表示部１４の出力調整つまみからの出力指令信号Ｒにより、昇降圧チョッパ回路３６で発生させる直流電圧を調整し、商用交流電源１６から供給される電力の調整を行うので、誘導加熱部１１での消費電力は商用交流電源１６と昇降圧チョッパ回路３６を介したバッテリ１３との双方に分担される。従って、商用交流電源であっても、家庭内の一時的な高負荷時においても使用が可能となる。
【００６１】
また、誘導加熱調理器の非使用時には商用交流電源１６から得られた直流電力を昇降圧チョッパ回路３６からバッテリ１３に充電を行うので、長時間の連続使用でない限りはバッテリ１３の蓄電量を確保できる。また、バッテリ１３から電力を供給するときにはバッテリ１３の運転稼働可能時間を演算し表示するので、使用できる負荷量を予め判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる誘導加熱調理器の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における演算制御回路のブロック構成図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における演算制御回路の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる誘導加熱調理器の構成図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における演算制御回路のブロック構成図。
【図６】本発明の第２の実施の形態における演算制御回路の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６３】
１１…誘導加熱部、１２…誘導加熱部駆動装置、１３…バッテリ、１４…操作表示部、１５…演算制御回路、１６…商用交流電源、１７…整流器、１８…力率改善降圧回路、１９…駆動回路、２０…昇圧チョッパ回路、２１…駆動回路、２２…高周波電力発生回路、２３…駆動回路、２４…力率改善制御手段、２５…昇圧制御手段、２６…ＩＨ制御手段、２７…残存容量演算手段、２８…充電末判定手段、２９…比較手段、３０…減算演算手段、３１…差分演算手段、３２…比較手段、３３…差分演算手段、３４…比較手段、３５…力率改善回路、３６…昇降圧チョッパ回路、３７…駆動回路、３８…駆動回路、３９…力率改善制御手段、４０…ＰＷＭ制御する昇圧制御手段、４１…降圧制御手段、４２…差分演算手段、４３…比較手段、４４…加算演算手段、４５…差分演算手段、４６…比較手段、４７…比較手段、４８…減算演算手段、４９…差分演算手段、５０…判定手段
【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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