(57)【要約】【課題】インバータ制御回路に用いられる共振コンデンサの容量と耐圧を低下することが出来る。【解決手段】交流の電源を整流して直流電源に変換する整流回路２と、前記直流電源を平滑する平滑回路５と、加熱コイル６、共振コンデンサ７、および内釜８とから成る共振回路９と、この共振回路９に高周波電流を流すスイッチング素子１０などから成るインバータ部１２と、このスイッチング素子１０を駆動するドライブ回路１３と、加熱コイル６に流れる電流値を検知する電流検出手段１４と、商用電源１の電圧を検出する電圧検出手段１５と商用電源１の０Ｖを検出する電源周波数検出手段１６と、加熱コイル６の電力を設定するパルス信号を出力するマイクロコンピュータ１８とを備え、マイクロコンピュータ１８は、商用電源１の波形の半波内における電圧がある一定以上となった場合は前記出力するパルス信号のОＮ時間を一定時間短くするのである。【選択図】  図１
2018116793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流の電源を整流して直流電源に変換し出力する整流回路と、
前記直流電源を平滑する平滑回路と、
加熱コイル、共振コンデンサ、および内釜とから成る共振回路と、
この共振回路に高周波電流を流すスイッチング素子などから成るインバータ部と、
このスイッチング素子を駆動するドライブ回路と、
前記加熱コイルに流れる電流値を検知する電流検出手段と、
商用電源の電圧を検出する電圧検出手段と商用電源の０Ｖを検出する電源周波数検出手段と
前記加熱コイルの電力を設定するパルス信号を出力するマイクロコンピュータとを備え、
該マイクロコンピュータは、
前記商用電源の波形の半波内における電圧がある一定以上となった場合は前記出力するパルス信号のОＮ時間を一定時間短くすることを特徴とするジャー炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱（以下ＩＨと言う）ジャー炊飯器のインバータ制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＩＨジャー炊飯器等のインバータ制御回路の一例を、従来及び本発明の一実施例を示す図１を参照して説明する。図１はインバータ制御回路の一実施例の回路ブロック図で、ＩＨジャー炊飯器の内釜を加熱制御する例である。
【０００３】
図において、交流の電源１を整流回路２で直流に変換し、この直流を平滑回路５で平滑して直流電源を形成する。加熱コイル６と、共振コンデンサ７と、内釜８とで共振回路９が構成され、スイッチング素子１０と、ダイオード１１とでインバータ部１２が構成される。ドライブ回路１３と、トリガー回路１７と、マイクロコンピュータ１８とで前記インバータ部１２を高周波で駆動し、高周波電流が前記直流電源から加熱コイル６に供給されて内釜８を加熱する。加熱の電力設定は、マイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１から出力されるパルス信号のОＮ時間を可変することで行なわれる。
【０００４】
インバータ部の制御に当たって、マイクロコンピュータ１８は電流検出手段１４の検出した電流値を電力に換算して、使用者の指定した所定電力になるよう出力端子ＯＵＴ１から出力されるパルス信号のОＮ時間を上げたり、下げたりする、いわゆるフィードバック制御を行っている。
【０００５】
マイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１から出力されるパルス信号のОＮ時間を可変するタイミングは、電源周波数検出手段１６によって得られる商用電源１の０Ｖ検出時に行う。
【０００６】
また所定の電力でインバータ制御を行うと、加熱コイル６と、共振コンデンサ７と、内釜８とで構成される共振回路９によって共振コンデンサ７の端子間には高電圧が印加される。共振コンデンサ７は前述の高電圧に対応するため高耐圧の物を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２１８７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年のジャー炊飯器は適切な炊飯制御を行うために大電力から小電力まで幅広いインバータ制御を行っている。
【０００９】
前述の共振コンデンサに発生する電圧は、所定電力の大小と共振コンデンサの静電容量によって決まることが知られている。所定電力が大きく静電容量が小さい場合は発生電圧が大きくなり、所定電力が小さく静電容量が大きい場合は発生電圧が小さくなる。
【００１０】
よって大電力でインバータを駆動させる場合は、大容量、高耐圧の共振コンデンサを採用する必要があり、コンデンサが高価格となるという問題があった。
【００１１】
また所定電力が小さすぎる場合、適切な共振が出来ないためインバータ部１２が正常に動作しない恐れがあった。このため、適切な炊飯制御に必要な大電力から小電力までインバータ駆動できないという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来の課題を解決するため、本発明では、交流の電源を整流して直流電源に変換し出力する整流回路と、前記直流電源を平滑する平滑回路と、加熱コイル、共振コンデンサ、および内釜とから成る共振回路と、この共振回路に高周波電流を流すスイッチング素子などから成るインバータ部と、このスイッチング素子を駆動するドライブ回路と、前記加熱コイルに流れる電流値を検知する電流検出手段と、商用電源の電圧を検出する電圧検出手段と商用電源の０Ｖを検出する電源周波数検出手段と前記加熱コイルの電力を設定するパルス信号を出力するマイクロコンピュータとを備え、該マイクロコンピュータは、前記商用電源の波形の半波内における電圧がある一定以上となった場合は前記出力するパルス信号のОＮ時間を一定時間短くするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、共振コンデンサに発生する電圧を抑制することが出来るようになり、共振コンデンサを小容量、低耐圧の安価な物にすることができる。また共振コンデンサを小容量に出来るため、インバータ部が小電力であるときにおいても適切な共振を得られるため、適切な炊飯制御に必要な大電力、小電力ともにどちらも駆動できるＩＨジャー炊飯器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例を示すインバータ制御回路の回路ブロック図である。
【図２】従来における共振コンデンサに印加される電圧波形を示した説明図である。
【図３】本発明のおける共振コンデンサに印加される電圧波形を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明のインバータ制御回路の一実施例の回路ブロック図で、従来例と同様である。
【００１７】
図において、１は交流の商用電源である。２は整流回路で、複数の整流器で構成され、入力は交流の商用電源１に接続され、商用電源１を整流して直流電源に変換し出力する。チョークコイル３の一端は電流検出手段１４を介して整流回路２のプラス端子に接続され、他端は平滑コンデンサ４の一端（高圧側端子）と接続され、平滑コンデンサ４の他端は接地される。５は平滑回路で、チョークコイル３と平滑コンデンサ４とで形成され、整流回路２が出力した直流電源を平滑する。６は加熱コイルで、共振コンデンサ７に並列に接続され、その一端は平滑コンデンサ４の高圧側端子に接続される。８はＩＨジャー炊飯器の内釜で、加熱コイル６の近傍に配置され、加熱コイル６の発生する磁束により誘導加熱される。
【００１８】
９は加熱コイル６、共振コンデンサ７、および内釜８から成る共振回路である。
【００１９】
１０はスイッチング素子で、コレクタ端子は加熱コイル６の平滑回路５との接続点とは異なる一端に接続され、エミッタ端子は接地され、高速スイッチングされることにより共振回路９すなわち加熱コイル６に高周波電流を流すものである。
【００２０】
１１はダイオードで、カソード端子、アノード端子はそれぞれスイッチング素子１０のコレクタ端子、エミッタ端子に接続される。
【００２１】
１２はインバータ部で、スイッチング素子１０およびダイオード１１で形成される。１３はドライブ回路で、出力はスイッチング素子１０のベース端子に接続され、入力された信号を駆動に適した駆動電圧に変換してスイッチング素子１０を駆動する。
【００２２】
１８はマイクロコンピュータで、出力端子ＯＵＴ１は電力を設定するパルス信号を出力しドライブ回路１３に接続されている。入力端子ＩＮ１は後述する電流検出手段１４に接続され、入力端子ＩＮ２は後記電圧検出手段１５に接続され、入力端子ＩＮ３は後述する電源周波数検出手段１６に接続され、入力端子ＩＮ４はトリガー回路１７の出力端子に接続される。また、マイクロコンピュータ１８は複数の加熱モードを有している。
【００２３】
１５は電圧検出手段で商用電源１の電圧を検出している。また商用電源を整流した１周期の波形内の任意の電圧も検出することができる。
【００２４】
１６は電源周波数検出手段で商用電源の周波数を検出することができる。
【００２５】
１４は電流検出手段で、検出部が整流回路２と平滑回路５との間に接続され、出力部がマイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ１に接続され、加熱コイル６に流れる電流を検出してマイクロコンピュータ１８に入力し、マイクロコンピュータ１８はこの電流値からインバータ部１２の出力電力の把握や内釜の検出を行う。
【００２６】
次に、内釜８を加熱する場合の動作について説明する。
【００２７】
先ず、加熱開始前における回路の状態及びマイクロコンピュータ１８の動作を説明する。交流の電源が、商用電源１から整流回路２に供給され、整流回路２によって整流され、平滑回路５によって平滑されて直流の電源に変換される。この直流電源は、マイクロコンピュータ１８が選択した内釜８を共振回路９、及びこれに繋がるインバータ部１２内のスイッチング素子１０が駆動された時に、これらの回路に電流を供給するべく準備状態にある。マイクロコンピュータ１８は通電され、図示していない使用者からの加熱開始の信号が入力されるまで、出力端子ＯＵＴ１からアクティブな信号を出力することなく待機している。
【００２８】
次に、加熱開始後の回路及びマイクロコンピュータ１８の動作を説明する。使用者の加熱開始の信号がマイクロコンピュータ１８に入力されると、マイクロコンピュータ１８はその旨を理解し、以下のように加熱動作を開始する。
【００２９】
加熱開始の信号により、マイクロコンピュータ１８は出力端子ＯＵＴ１から内釜８に適した電力設定パルス信号を出力し、この信号はドライブ回路１３を経由してインバータ部１２内のスイッチング素子１０のベースへ伝達され、スイッチング素子１０が駆動される。スイッチング素子１０が駆動されることにより、前記直流電源から共振回路９に電流が供給され、加熱コイル６やスイッチング素子１０等に電流が流れ始める。マイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１から出力される所定の電力により定められるパルス信号のОＮ時間のみスイッチング素子１０に電流が流れ、前述のパルス信号がОＦＦとなった後にスイッチング素子１０のコレクタ端子とエミッタ端子間に発生する電圧即ち共振電圧の０Ｖを検出するトリガー回路１７が動作を始め、その出力がマイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ４に伝達される。トリガー回路１７の信号がマイクロコンピュータ１８に伝達されると、マイクロコンピュータ１８はその信号に同期する周波数でパルス信号を出力端子ＯＵＴ１より出力される。
【００３０】
以後、前記信号はマイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１→ドライブ回路１３→スイッチング素子１０→トリガー回路１７→マイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ４→・・・・とループ状に伝達される。これにより、スイッチング素子１０がマイクロコンピュータ１８によるＯＮタイミングで周期的に駆動されるため、加熱コイル６に高周波電流が持続して流れ、内釜８の加熱が行われる。
【００３１】
電流検出手段１４は整流回路２後の平滑回路５との間に流れる電流を検出してマイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ１に入力し、マイクロコンピュータ１８は入力された一次電流を適宜処理して、出力電力の把握等を行う。
【００３２】
前述した共振電圧は共振コンデンサ７にも発生する。本発明の主たる共振電圧の抑制方法について以下に示す。
【００３３】
発生する共振電圧の大きさは、マイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１から出力される所定の電力により定められるパルス信号のОＮ時間、加熱コイル６と内釜８によるインダクタ、共振コンデンサ７の静電容量によって定まる。所定電力が大きく静電容量が小さい場合は発生電圧が大きくなり、所定電力が小さく静電容量が大きい場合は発生電圧が小さくなる。図２の１９及び２０に示すような波形（縦軸に電圧、横軸に時間）となる。
【００３４】
共振電圧の抑制のためには共振回路９に供給される整流回路２よって整流された波形の半波内における電圧が上位となる期間においてはマイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１から出力されるパルス信号のОＮ時間を小さくすればよい。この期間を定める方法としては、電圧検出手段１５によりある所定の電圧以上とする場合、また電源周波数検出手段１６により検出されてから所定の時間経過後からある一定時間内の場合などがある。本動作により減少した電力は前述の整流された波形の半波内における電圧が下位にとなる期間においてパルス信号のОＮ時間を大きくすることで補填することができる。本動作による共振電圧波形は、図３の２１（縦軸に電圧、横軸に時間）のようになる。
【００３５】
上記した本実施例によれば、共振コンデンサに発生する電圧を抑制することが出来るようになり、共振コンデンサを小容量、低耐圧の安価な物にすることができる。また共振コンデンサを小容量に出来るため、インバータ部が小電力であるときにおいても適切な共振を得られるため、適切な炊飯制御に必要な大電力、小電力ともにどちらも駆動できるＩＨジャー炊飯器を提供できる。
【符号の説明】
【００３６】
1：商用電源
2：整流回路
3：チョークコイル
4：平滑コンデンサ
5：平滑回路
6：加熱コイル
7：共振コンデンサ
8：内釜
9：共振回路
10：スイッチング素子
11：ダイオード
12：インバータ部
13：ドライブ回路
14：電流検出手段
15：電圧検出手段
16：電源周波数検出手段
17：トリガー回路
18：マイクロコンピュータ
【図１】
2018116793.tif 000003
【図２】
2018116793.tif 000004
【図３】
2018116793.tif 000005