(57)【要約】【課題】異なる複数の商用電源に接続しても、簡単な回路構成で所定の加熱出力が得られるようにすること。【解決手段】制御部２０は、商用電源の電圧の大きさを判定する商用電源電圧判定部１６を備え、基準値設定部１３は、商用電源電圧判定部１６が検知する電圧値が高くなると、基準値設定部１３が設定するＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１および入力電流基準値Ｉｉｎ１を小さく変更することによって、簡単な構成で所定の加熱出力が得られる誘導加熱調理器となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を入力し直流電圧を出力する直流電源と、
調理物を入れて加熱調理を行う鍋と、
前記鍋を誘導加熱する加熱コイル、前記加熱コイルと共振回路を形成する共振コンデンサおよび導通と遮断を繰り返し前記共振回路に共振電流を発生するスイッチング素子を含み、前記直流電源を入力し前記加熱コイルに高周波電流を発生するインバータ回路と、
前記スイッチング素子の導通と遮断を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記スイッチング素子を設定時間Ｔｏｎの間導通させるタイマ部と、
前記スイッチング素子が遮断した後に前記加熱コイルに発生する電圧を監視し、前記タイマ部に前記設定時間Ｔｏｎの計時をスタートさせるトリガ部と、
前記インバータ回路の入力電流値Ｉｉｎを検知する入力電流検知部と、
入力電流基準値Ｉｉｎ１およびＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１を出力する基準値設定部と、
加熱開始時に前記設定時間Ｔｏｎが前記Ｔｏｎ基準値Ｔｏｎ１に設定されて動作された際に、前記入力電流基準値Ｉｉｎ１から前記入力電流検知部が検知する前記入力電流値Ｉｉｎを減じた値である補正値を計算する計算部と、
前記計算部が前記補正値を算出した後、前記入力電流検知部が検知した前記入力電流値Ｉｉｎから前記補正値を減じた値を出力する補正部と、
前記補正部の出力値を変更するように前記設定時間Ｔｏｎを設定するＴｏｎ設定部と、を備え、
前記制御部は、前記商用電源の電圧を判定する商用電源電圧判定部をさらに有し、
前記基準値設定部は、前記商用電源電圧判定部が検知する電圧値が高くなると、基準値設定部が設定する前記Ｔｏｎ基準値Ｔｏｎ１および前記入力電流基準値Ｉｉｎ１を小さく変更することを特徴とした誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍋と当該鍋を誘導加熱する加熱コイルとの位置関係が一定となるように構成された炊飯器などの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において、制御部は、インバータ回路の入力電流値を測定する入力電流検知部を備え、当該入力電流値が設定目標とする基準入力電流値Ｉｉｎ１である場合に入力電流検知部が出力する値である基準入力検知出力値ｍ１と、基準入力電流値Ｉｉｎ１を得るため予め設定されたスイッチング素子の導通時間である基準導通時間Ｔｏｎ１を記憶し、加熱動作開始時に、短時間、スイッチング素子の導通時間を基準導通時間Ｔｏｎ１に設定して動作させ、そのときに入力電流検知部が出力する値である入力検知出力値ｍ２と、基準入力検知出力値ｍ１の誤差（ｍ１−ｍ２）を演算して記憶する。以降、制御部は、入力電流検知部の入力検知出力値ｍをモニターして、入力検知出力値ｍから当該誤差を減じた値になるようにスイッチング素子の導通時間を設定する制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、特許文献１に記載された従来の誘導加熱調理器の回路ブロック図を示すものである。図３に示すように、鍋３１と、商用電源３４に入力端子が接続されたダイオードブリッジ３３ａおよびダイオードブリッジ３３ａの出力端子に接続された平滑コンデンサ３３ｂを有する直流電源３３と、鍋３１を誘導加熱する加熱コイル３２を含むインバータ回路３８と、インバータ３８を制御する制御部４６とから構成されている。インバータ回路３８は、加熱コイル３２、加熱コイル３２と共振回路を構成する共振コンデンサ３６および共振コンデンサ３６と加熱コイル３２の接続部にコレクタが接続されダイオードブリッジ３３の負極端子にエミッタが接続された逆導通型のスイッチング素子３７を備える。
【０００４】
制御部４６は、タイマ部３９、トリガ部４０、インバータ回路３８の入力電流値を検知する入力電流検知部４７、Ｔｏｎ設定部４２、基準値設定部４３、計算部４４および補正部４５を備える。
【０００５】
タイマ部３９は設定時間Ｔｏｎの幅のパルスを出力して、スイッチング素子３７を設定時間Ｔｏｎの間、導通させる。トリガ部４０は、加熱コイル３２の両端電圧を検知してタイマ部３９の出力する設定時間Ｔｏｎの開始タイミングを決定する。
【０００６】
加熱動作を開始すると、制御部５０は短い時間、例えば１秒程度の時間、誘導加熱動作を行う。その際、基準値設定部４３は、Ｔｏｎ基準値Ｔｏｎ１をＴｏｎ設定部４２に出力し、同時に計算部４４に基準入力検知出力値ｍ１を出力する。Ｔｏｎ設定部４２は設定時間ＴｏｎをＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１に設定して加熱動作を行い、このとき基準入力電流値Ｉｉｎ１とは異なる入力電流値Ｉｉｎ２、例えば１２．５Ａ（入力検知出力値ｍ２）が得られたとする。
【０００７】
計算部４４は基準入力検知出力値ｍ１から、このときの入力電流検知部４１の検知出力である入力検知出力値ｍ２を減じた値である誤差Ｄｍ（＝ｍ１−ｍ２）を計算する。つぎに、補正部４５は入力電流検知部４１が検知した入力検知出力値ｍから誤差Ｄｍを減した値（ｍ−Ｄｍ）をＴｏｎ設定部１２に出力する。
【０００８】
それ以降、補正部１５は、・・・が、入力電流検知部１１の検知する入力検知出力値ｍから誤差Ｄｍを減した値（ｍ−Ｄｍ）になるようにＴｏｎ設定部４２に制御を行わせる。これにより、加熱電力における様々なバラツキの影響を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−２４５２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来の構成では、電圧の大きさが異なる商用電源に接続すると、所定の入力電流値または所定の加熱電力が得られず、使用する商用電源毎に異なる基準値設定部を設けた構成をとらなければならないという課題があった。
【００１１】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、異なる電圧の商用電源に接続しても、簡単な構成で所定の電源電流または所定の加熱電力が得られるように制御することができる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】
【００１２】
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、制御部が商用電源の電圧を判定する商用電源電圧判定部を有し、基準値設定部は、商用電源電圧判定部が検知する電圧値が高くなると、加熱開始時に設定するＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１および入力電流基準値Ｉｉｎ１を小さく変更することによって、簡単な構成で所定の加熱電力を得られるように制御することができるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の誘導加熱調理器は、簡単な回路構成で、電圧が異なる商用電源に接続されても、所定加熱電力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の回路ブロック図
【図２】同誘導加熱調理器の動作時のスイッチング素子のコレクタ電流およびゲート電圧波形を示す図
【図３】従来の誘導加熱調理器の回路ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、調理物を入れて加熱調理を行う鍋と、商用電源を入力し直流電圧を出力する直流電源と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイル、前記加熱コイルと共振回路を形成する共振コンデンサおよび導通と遮断を繰り返し前記共振回路に共振電流を発生するスイッチング素子を含み、前記直流電源を入力し前記加熱コイルに高周波電流を発生するインバータ回路と、前記スイッチング素子の導通と遮断を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子を設定時間Ｔｏｎの間導通させるタイマ部と、前記スイッチング素子が遮断した後に前記加熱コイルに発生する電圧を監視し、前記タイマ部に前記設定時間Ｔｏｎの計時をスタートさせるトリガ部と、前記インバータ回路の入力電流値Ｉｉｎを検知する入力電流検知部と、入力電流基準値Ｉｉｎ１およびＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１を出力する基準値設定部と、加熱開始時に前記設定時間Ｔｏｎが前記Ｔｏｎ基準値Ｔｏｎ１に設定されて動作された際に、前記入力電流基準値Ｉｉｎ１から前記入力電流検知部が検知する前記入力電流値Ｉｉｎを減じた値である補正値を計算する計算部と、前記計算部が前記補正値を算出した後、前記入力電流検知部が検知した前記入力電流値Ｉｉｎから前記補正値を減じた値を出力する補正部と、前記補正部の出力値を変更するように前記設定時間Ｔｏｎを設定するＴｏｎ設定部と、を備え、前記制御部は、前記商用電源の電圧を判定する商用電源電圧判定部をさらに有し、前記基準値設定部は、前記商用電源電圧判定部が検知する電圧値が高くなると、基準値設定部が設定する前記Ｔｏｎ基準値Ｔｏｎ１および前記入力電流基準値Ｉｉｎ１を小さく変更することにより、使用する商用電源に応じて、加熱開始時に設定するスイッチング素子の導通時間である基準値Ｔｏｎ１を変更し、またそのときに目標とする入力電流値であるときの入力電流検知部の検知電流である基準値Ｉｉｎ１と、入力電流検知部の検知する電流値Ｉｉｎと、のずれを測定し、以降は、そのずれを解消するように設定時間Ｔｏｎを補正することができるので得られる入力電流値のバラツキを低減することができるものである。
【００１６】
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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器である炊飯器のブロック図を示すものであり、図２は、誘導加熱時のスイッチング素子７に加わる電圧・電流波形を示すものである。図１において、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器は、調理物を入れて加熱調理を行う鍋１と、ダイオードブリッジ３ａおよび平滑コンデンサ３ｂを含む直流電源３と、インバータ回路８と、インバータ回路８のスイッチング素子７の導通と遮断を制御する制御部２０と、を備える。インバータ回路８は、鍋１を誘導加熱する加熱コイル２、加熱コイル２と共振回路を形成する共振コンデンサ６および導通と遮断を繰り返し共振回路に共振電流を発生するスイッチング素子７を含む。
【００１８】
制御部２０は、タイマ部９と、トリガ部１０と、入力電流検知部１１と、Ｔｏｎ設定部１２と、基準値設定部１３と、計算部１４と、補正部１５と、を備える。
【００１９】
タイマ部９は、スイッチング素子７を設定時間Ｔｏｎの間導通させる。トリガ部１０はスイッチング素子７が遮断した後に加熱コイル２に発生する電圧を監視し、タイマ部９に設定時間Ｔｏｎの計時をスタートさせる。入力電流検知部１１は、インバータ回路８の入力電流値Ｉｉｎを検知する。基準値設定部１３は、入力電流基準値Ｉｉｎ１およびＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１を出力する。計算部１４は、加熱開始時に設定時間ＴｏｎがＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１に設定されて動作された際に、入力電流基準値Ｉｉｎ１から入力電流検知部１１が検知する入力電流値Ｉｉｎを減じた値である補正値を計算する。補正部１５は、計算部１４が補正値を算出した後、入力電流検知部１１の検出した入力電流値Ｉｉｎから補正値を減じた値をＴｏｎ設定部１２に出力する。Ｔｏｎ設定部１２は、補正部１５から入力した値が入力電流基準値Ｉｉｎ１になるように設定時間Ｔｏｎを設定する。
【００２０】
制御部２０は、商用電源４の電圧を判定する商用電源電圧判定部１６をさらに有し、商用電源電圧判定部１６が検知する電圧値が高くなると、基準値設定部１３が設定するＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１をおよび入力電流基準値Ｉｉｎ１を小さく変更する。
【００２１】
以上のように、構成された誘導加熱調理器について、以下その動作・作用について、説明する。
【００２２】
加熱コイル２は、高周波電流が流れることにより高周波磁界が発生し、この高周波磁界が鍋１を誘導加熱する。直流電源３のダイオードブリッジ３ａは商用電源４から入力する交流電流を整流して、単方向電源を平滑コンデンサ３ｂに供給する。直流電源３の平滑コンデンサ３ｂの両端電圧は、共振コンデンサ６、スイッチング素子７を含むインバータ回路８に供給される。インバータ回路８は、スイッチング素子７が導通することにより、加熱コイル２に平滑コンデンサ３ｂから電流が流れ込み、加熱コイル２に電流が流れているときにスイッチング素子７が遮断して、加熱コイル２と共振コンデンサ６が共振することによって加熱コイル２に高周波電流を発生させる。
【００２３】
タイマ部９がスイッチング素子７のゲートへのパルスの出力を停止し、スイッチング素子７が遮断すると、図２に示すように、加熱コイル２に共振電圧が発生する。加熱コイル２に共振電圧が発生すると、スイッチング素子７のコレクタ−エミッタ間の電圧Ｖｃｅは、図２に示すような共振電圧波形となる。トリガ部１０は、スイッチング素子７のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅ（加熱コイル２の電圧）を検知し、コレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅがゼロになった後、スイッチング素子７に逆電流が流れている間に、タイマ部９はスイッチング素子７をオンさせ、設定時間Ｔｏｎの計時をスタートさせる。トリガ部１０はコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅがほぼゼロ電圧である間にスイッチング素子７をオンさせることにより、スイッチング素子７のスイッチング時のロスを大きく低減させる。
【００２４】
また、設定時間Ｔｏｎを大きくすると加熱出力が大きくなり、小さくすると加熱出力が小さくなるので、設定時間Ｔｏｎを変更することによって加熱出力を制御することができる。また、入力電流値を検知する入力電流検知部１１を備えているので、設定時間Ｔｏｎを変更して入力電流値が所定の電流値になるよう制御することで鍋１を加熱する加熱出力を制御することができる。
【００２５】
Ｔｏｎ設定部１２は、入力電流検知部１１の出力を補正した補正部１５からの出力をもとに入力電流値が所定の電流値より大きい場合は、Ｔｏｎを小さくして入力電流値を小さくし、逆に入力電流値が所定の電流値より小さい場合はＴｏｎを大きくして入力電流値を大きくすることにより、目標とする所定の大きさの入力電流値を得るように制御を行っている。
【００２６】
制御部２０は、加熱動作を開始すると、短い時間、例えば１秒程度の時間、誘導加熱を行う。その際、基準値設定部１３は、Ｔｏｎ設定部１２に、設定しようとする入力電流値に対応する基準値Ｔｏｎ１を出力する。Ｔｏｎ設定部１２は、設定時間ＴｏｎをＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１に設定して制御を行わせるとともに、計算部１４に基準電流値Ｉｉｎ１を出力する。
【００２７】
タイマ部９がＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１を出力したときに入力電流検知部１１の検知する入力電流値Ｉｉｎが基準電流値Ｉｉｎ１になるようにＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１は設定される。しかしながら、量産品においてはインバータ回路８または制御部２０の回路部品などの定数バラツキや鍋１と加熱コイル２の距離などの機体バラツキ等によって入力電流検知部１１の検知電流値はＩｉｎ１からずれてしまう場合がある。計算部１４は基準電流値Ｉｉｎ１からこのときの入力電流検知部１１が検知した入力電流値Ｉｉｎを減じた値である補正値ＤＩｉｎ＝Ｉｉｎ１−Ｉｉｎを計算する。
【００２８】
Ｔｏｎ設定部１２は、それ以降の加熱制御において、補正部１５の出力、すなわち入力電流検知部１１の検知する入力電流値Ｉｉｎから補正値ＤＩｉｎ分を減した値（Ｉｉｎ−ＤＩｉｎ）を変更するようにＴｏｎ設定部１２に制御を行わせる。これにより入力電流値（加熱電力）とＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１との相関に影響を与える様々なバラツキの影響を低減している。
【００２９】
また、商用電源電圧判定部１６は、補正値ＤＩｉｎを計算するため設定時間ＴｏｎをＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１設定して加熱動作させるのに先んじて、商用電源４の電圧判定を行う。商用電源電圧判定部１６の判定結果に基づき、基準値設定部１３は商用電源電圧毎に設けられた複数の異なる基準値から最適な値を基準値Ｔｏｎ１及びＩｉｎ１を選択する。基準値設定部１３は商用電源電圧判定部１６が検知する電圧値が高くなると、基準値設定部１３が設定するＴｏｎ基準値Ｔｏｎ１をおよび入力電流基準値Ｉｉｎ１を小さく変更する。
【００３０】
同一設定時間Ｔｏｎで動作させた場合には、第１商用電源より電圧の高い第２商用電源に接続すると、入力電流値および加熱出力が増大するが、上記本実施の形態によれば、Ｔｏｎ基準値Ｔｏｎ１をおよび入力電流基準値Ｉｉｎ１を第１商用電源に接続したときより、小さく変更するので、電源電圧が変更されても同一の入力電力を得ることができる。これにより、例えば、日本における１００Ｖ家庭用電源と、アメリカにおける１２０Ｖ家庭用電源などのように、電圧の異なる複数の商用電源を使用して動作させても、簡素な回路構成で所定の加熱電力得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、異なる複数の商用電源に接続しても、所定の加熱電力が得られるように簡単な回路構成で制御することができ、炊飯器に加え、鍋と加熱コイルの位置関係が固定された誘導加熱調理器にも適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１  鍋
２  加熱コイル
３  直流電源
３ａ  ダイオードブリッジ
３ｂ  平滑コンデンサ
４  商用電源
６  共振コンデンサ
７  スイッチング素子
８  インバータ回路
９  タイマ部
１０  トリガ部
１１  入力電流検知部
１２  Ｔｏｎ設定部
１３  基準値設定部
１４  計算部
１５  補正部
１６  商用電源電圧判定部
２０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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