(57)【要約】【課題】本発明は誘導加熱装置に関し、電源が変動した際の対応を確実に行う誘導加熱装置を得ることを目的とする。【解決手段】電源１の両端に接続された検知手段１７を介して電源１の電源電圧Ｖを検知すると共に、電源電圧Ｖが定常電圧外に変動した際、制御手段１６が駆動素子４への駆動信号Ｓ１を停止制御するようにして誘導加熱装置１０を構成する。このことにより、簡易な構成で電源電圧の変動に対応できる、安価な誘導加熱装置を得ることができる。【選択図】図１
2006331662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続された加熱コイル及び共振コンデンサから形成された共振回路と、この共振回路を駆動する駆動素子と、この駆動素子への通電時間を制御する制御手段からなり、
前記電源の両端の電源電圧を検知する検知手段を設けると共に、該検知手段により前記電源電圧が定常電圧外に変動したことを検知した際、前記制御手段が前記駆動素子への通電を所定時間停止させる誘導加熱装置。
【請求項２】
電源電圧が定常電圧外から定常電圧内に復帰した際、制御手段が駆動素子への通電時間の制御を所定時間から段階的に長くする請求項１記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
定常電圧外の制御が所定回数以上有った場合、制御手段が外部へ報知を行う請求項１記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
検知手段が、サージ吸収素子と抵抗により形成された請求項１記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭やレストランなどで使用される誘導加熱調理器や誘導加熱炊飯器（以後、炊飯器と記載する）などの誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、誘導加熱装置は調理容器への加熱が火力を用いない加熱方式のため、利便性に優れることから多用されている。
【０００３】
このような従来の誘導加熱装置について、主に炊飯器を例に図５に基づいて説明する。
【０００４】
図５は従来の誘導加熱装置の構成図であり、同図において、１は電源で、図示しない交流電源から整流器や平滑器などを介して得られた直流の電源電圧Ｖが供給される。
【０００５】
また、２は加熱コイル、３は共振コンデンサで、加熱コイル２と共振コンデンサ３が並列接続されて共振回路１１が形成され、共振回路１１を駆動する駆動素子４と共に電源１に直列接続されている。
【０００６】
そして、加熱コイル２の上には図示しない調理容器の鍋などの被加熱物が載置されている。
【０００７】
ここで、駆動素子４は、コレクタ損失がバイポーラトランジスタなどより大幅に少ない半導体のスイッチング素子であるＩＧＢＴを用いており、例えば、そのコレクタ−エミッタ間（以後、Ｃ−Ｅ間と記載する）定格耐圧Ｖｋは９００Ｖ、定格電流は６０Ａである。
【０００８】
また、５は駆動素子４に並列接続された逆導通ダイオードであり、６はマイコンからなる制御手段である。
【０００９】
ここで、制御手段６は、ポートＰ１で電源１の電源電圧Ｖを駆動素子４のＣ−Ｅ間逆起電圧Ｖｃｅにより検知すると共に、逆起電圧Ｖｃｅに応じて駆動素子４への通電時間を制御するようにして誘導加熱装置３０が構成されている。
【００１０】
以上の構成において、制御手段６は内部に設けた図示しない発振回路の発振周波数（可聴領域外の数１０ＫＨｚ）で駆動素子４を通電制御する駆動信号Ｓ１を発生させている。
【００１１】
そして、駆動信号Ｓ１により共振回路１１には高周波電流（以後、電流と記載する）Ｉｃが発生し、この電流Ｉｃによって被加熱物には渦電流が誘起されて誘導加熱される。
【００１２】
ここで、制御手段６は被加熱物を定電力で制御するために、電源１の電源電圧Ｖの変動を逆起電圧Ｖｃｅで検知し、例えば、電源電圧の変動が低下、つまり逆起電圧Ｖｃｅが低下すると駆動信号Ｓ１のオン時間を長くして駆動素子４への通電時間を長くするように制御する。
【００１３】
そして、逆起電圧Ｖｃｅが駆動素子４の定格耐圧Ｖｋを超える恐れがあると判断した際には、制御手段６は次の駆動信号Ｓ１を停止させるというものであった。
【００１４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平１１−２０４２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来の誘導加熱装置３０においては、制御手段６は逆起電圧Ｖｃｅが駆動素子４の定格耐圧Ｖｋを超える恐れがあると判断した際、次の駆動信号Ｓ１を停止させるが、自らの処理速度より電源電圧Ｖの変動の方が早い場合対応することが困難となる。
【００１６】
このため、駆動素子４には定格耐圧Ｖｋの高いものが用いられるが、定格耐圧Ｖｋを高くするとコストＵＰを招くと共に、その形状も大きくなり誘導加熱装置が高価になるという課題があった。
【００１７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、駆動素子４の定格耐圧Ｖｋを高くすることなく電源電圧Ｖの変動に対応できる誘導加熱装置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】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明の誘導加熱装置は、以下の構成を有するものである。
【００１９】
本発明の請求項１に記載の発明は、電源電圧が定常電圧外に変動した際、制御手段が駆動素子への通電を所定時間停止させるように構成したものであり、簡易な構成で電源電圧の変動に対応できる、安価な誘導加熱装置を得ることができるという作用を有する。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、電源電圧が定常電圧外から定常電圧内に復帰した際、制御手段が駆動素子への通電時間の制御を所定時間から段階的に長くするものであり、駆動素子に発生する逆起電圧を駆動素子の定格耐圧より低くできるという作用を有する。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、電源電圧の変動時の対応が所定回数以上有った場合、制御手段が外部へ報知を行うものであり、使用者に対して電源電圧の変動を知らせることができるという作用を有する。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、検知手段を、サージ吸収素子と抵抗により形成するものであり、サージ吸収素子が有するコンデンサ成分により電源電圧の変動の検知速度を速くできるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明によれば、簡易な構成で電源電圧の変動に対応できる、安価な誘導加熱装置を得ることができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００２５】
なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００２６】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による誘導加熱装置の構成図であり、同図において、電源電圧Ｖを備えた電源１に、加熱コイル２と共振コンデンサ３が並列接続されて共振回路１１が形成されていることや、共振回路１１と共に共振回路１１を駆動する駆動素子４や逆導通ダイオード５が電源１に直列接続されていることは従来の構成と同じである。
【００２７】
そして、１７は検知手段で、この検知手段１７は電源１の両端に並列接続されたサージ吸収素子と抵抗の直列接続体で、その中点で電源１の電源電圧Ｖが検知できるように形成されている。
【００２８】
ここで、検知手段１７のサージ吸収素子には、ガラスなどのケース内に対向する電極を設け、その電極間のギャップにより設定電圧を設定できるギャップ式放電素子や双方向性のツェナーダイオードにより形成された半導体接合素子、及び酸化亜鉛の材料で形成されたバリスタなどが使用可能である。
【００２９】
なお、これらのうちバリスタは種類も多く、交流電源の１００Ｖ系や２００Ｖ系に容易に対応できるため、より好ましい。
【００３０】
次に、１６は制御手段、１８は報知手段で、マイコンからなる制御手段１６は、検知手段１７により電源１の電源電圧ＶをポートＰ１で検知すると共に、駆動素子４とブザーやＬＥＤなどからなる報知手段１８を制御するようにして、誘導加熱装置１０が構成されている。
【００３１】
以上の構成において、制御手段１６は内部に設けた図示しない発振回路の発振周波数（可聴領域外の数１０ＫＨｚ）で駆動素子４を通電する駆動信号Ｓ１を発生させている。
【００３２】
そして、駆動信号Ｓ１により共振回路１１には電流Ｉｃが発生し、この電流Ｉｃによって加熱コイル２の上に載置された図示しない被加熱物には渦電流が誘起されて誘導加熱される。
【００３３】
図２は電源電圧の変動の模式図、図３は電源電圧の変動が定常時の動作説明図、図４は電源電圧が変動時の動作説明図であり、まず、定常時の動作を図３で、次に変動時の動作を図４で説明する。
【００３４】
ここで、定常時とは、図２に示すＴ１、及びＴ３時の電源電圧Ｖが定常電圧内、つまり電源電圧Ｖが下限電圧ＶＬから上限電圧ＶＵの範囲、例えば定格電圧Ｖａに対し±１０％以内の間のことである。
【００３５】
一方、変動時とは、Ｔ２時の電源電圧Ｖが定常電圧外、つまり電源電圧Ｖが定常電圧範囲を超えて変動し、再び定格電圧Ｖａに復帰するまでの間のことである。
【００３６】
まず、定常時の動作は、図２に示す時間ｔａやｔｃ時、制御手段１６は前回の駆動信号Ｓ１発生時の電源電圧Ｖが定常電圧内の定格電圧Ｖａで有ることを検知して、今回も前回と同じ図３（ａ）に示すオン時間ｔ１の駆動信号Ｓ１を出力する。
【００３７】
そして、共振回路１１には、この駆動信号Ｓ１に応じた図３（ｂ）に示す電流Ｉｃ１が発生し、この電流Ｉｃ１により被加熱物は一定電力で加熱制御される。
【００３８】
その後、駆動信号Ｓ１のオフ時、電流Ｉｃ１はオン状態から急激にターンオフし、その結果、加熱コイル２により図３（ｃ）に示す前回の電源電圧Ｖが定格電圧Ｖａと同じ値の逆起電圧Ｖｃｅ１が駆動素子４のＣ−Ｅ間に発生する。
【００３９】
ここで、図２に示す時間ｔａから時間ｔｂ１にかけて電源電圧Ｖが定常電圧内で低下した場合、制御手段６は、電源電圧Ｖが低下した分駆動信号Ｓ１のオン時間を長くするが、この時の制御は図３（ｃ）に示すように逆起電圧Ｖｃｅが電源電圧Ｖの定常電圧内に応じた値になるように形成している。
【００４０】
このように、定常時においては、逆起電圧Ｖｃｅが駆動素子４の定格耐圧Ｖｋを超えることは無い。
【００４１】
次に、変動時の動作について説明するが、電源電圧Ｖが変動する要因は、雷サージや瞬時停電などの外来ノイズが家庭内の交流電源に重畳されて発生するもので、その特徴は電源電圧Ｖの急激な電圧変動として現れる。
【００４２】
一方、炊飯器の炊飯時間は約１時間以上必要で、炊飯後も２４時間保温などで動作するため、炊飯途中や保温時などで電源電圧の変動に対し一定電力で加熱や保温制御する必要から電源電圧の変動に対する対応が必要である。
【００４３】
上記電源電圧の変動時の動作は、図２のｔｂ１時に、制御手段１６が検知手段１７により電源電圧Ｖが定常電圧範囲を越えて電圧Ｖｂ１になったことを検知すると、図４（ａ）に示すように、時間ｔｂ１から駆動信号Ｓ１を所定の時間ｔｏｆｆ１だけ停止制御し、更に、電源電圧Ｖが定常電圧内に復帰するまでの時間がｔｏｆｆ１より長い場合は、停止制御を継続して定常電圧内に復帰したｔｏｆｆ２後に停止制御を解除する。
【００４４】
つまり、制御手段１６は、図２のｔｂ２時に、検知手段１７により電源電圧Ｖが定常電圧内の電圧Ｖｂ３になったことを検知すると、停止制御を解除し再び駆動信号Ｓ１を発生させる。
【００４５】
ここで、停止制御を解除後の駆動信号Ｓ１のオン時間は図４（ａ）に示すように、短い時間ｔ２から始めｔ３，ｔ４…と、段階的にその時間を徐々に長くしていき定常時の時間ｔ１となるように制御する。
【００４６】
上記時間を徐々に長くする例として、一番短い時間ｔ２を５μｓとし、ｔ３，ｔ４…は、前回のオン時間に０．２５μｓを加えて長くしたり、交流電源の周波数に同期した時間毎に長くしても良い。
【００４７】
こうすることで、図２に示す時間ｔｂ２の手前からｔｂ３において、電源電圧ＶがＶｂ２からＶｃに急激に変動し、この間で定常電圧内に復帰した際も逆起電圧Ｖｃｅが駆動素子４の定格耐圧Ｖｋを超えないようにすることができる。
【００４８】
また、電源電圧Ｖが定常電圧外へ変動したことを所定回数以上検知した場合、制御手段１６は報知手段１８を駆動してブザー音やＬＥＤの点滅などにより外部へ報知を行う。
【００４９】
以上の説明で明らかなように、誘導加熱装置１０の電源電圧の変動に対する対応は、電源電圧Ｖが定常電圧外から定常電圧内に低下から増加方向へ急激に復帰しても、または増加から低下方向へ急激に復帰しても逆起電圧Ｖｃｅが駆動素子４の定格耐圧Ｖｋを超えることがないように構成されている。
【００５０】
このように本実施の形態によれば、電源１の電源電圧Ｖが定常電圧外に変動した際、制御手段１６が駆動素子４への通電を所定時間ｔｏｆｆ１停止、または電源電圧Ｖが定常電圧外から定常電圧内に復帰途上で所定時間ｔｏｆｆ１を経過した際、制御手段１６は定常電圧内に復帰するまで通電停止を継続させることによって、瞬時停電や雷サージなど過渡特性の時間が長い電圧変動に対応することができる。
【００５１】
また、電源電圧Ｖが定常電圧外から定常電圧内に復帰した際、制御手段１６が駆動素子４への通電時間の制御を所定時間から段階的に長くすることによって、駆動素子４に発生する逆起電圧Ｖｃｅを駆動素子４の定格耐圧Ｖｋより低くできる。
【００５２】
さらに、電源電圧Ｖの変動時の対応を所定回数以上行った場合、制御手段１６が報知手段１８を駆動して外部へ報知を行うことによって、使用者に対して電源電圧Ｖの変動を知らせることができる。
【００５３】
さらにまた、検知手段１７を、サージ吸収素子と抵抗により形成することによって、簡単な回路構成にできると共に、サージ吸収素子が有するコンデンサ成分により電源電圧Ｖの変動の検知速度を速くできる。
【００５４】
ここで、検知手段１７は、２つの抵抗により形成しても実施は可能であるが、サージ吸収素子の方が電源電圧の変動の検知速度を速くできてより有用である。
【００５５】
なお、本実施の形態において、電源電圧Ｖの変動は一般的に多く発生する低下方向として説明したが、これに限ることはなく、高くなる方向でも本発明の実施は可能である。
【００５６】
また、電源電圧Ｖの変動の判定は、下限電圧ＶＬ値などの電圧値（絶対値）を用いるのではなく定格電圧Ｖａからの変動率を用いるのが好ましい。
【００５７】
こうすることで、例えば定格電圧Ｖａを１００％とし、電源電圧Ｖの変動範囲、つまり定常電圧内を定格電圧Ｖａの±１０％とすれば、交流電源が１００Ｖ系から２００Ｖ系に変わった場合でも同じ％値を用いることができるため、制御手段１６のプログラムを変える必要が無い。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明による誘導加熱装置は、瞬時停電などで電源電圧が変動した際、これに簡易な構成で確実に対応できるという効果を有し、誘導加熱装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態による誘導加熱装置の構成図
【図２】同電源電圧の変動の模式図
【図３】同定常時の動作説明図
【図４】同変動時の動作説明図
【図５】従来の誘導加熱装置の構成図
【符号の説明】
【００６０】
１  電源
２  加熱コイル
３  共振コンデンサ
４  駆動素子
５  逆導通ダイオード
１０  誘導加熱装置
１６  制御手段
１７  検知手段
１８  報知手段
Ｉｃ  電流
Ｓ１  駆動信号
Ｖｃｅ  逆起電圧
【図１】
2006331662.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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