JP2004079239A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】非加熱時の電力消費を防止し、更にユーザの誤使用による故障を抑制する。
【解決手段】鍋２を誘導加熱する誘導加熱コイル４と、該誘導加熱コイル４と並列に接続し該誘導加熱コイル４とで共振回路１２を構成する共振コンデンサ１３と、共振回路１２への通電をオン、オフするＩＧＢＴ１４と、該ＩＧＢＴ１４によるオン、オフを制御または誘導加熱コイル４への通電量を制御する制御回路１６とを備えた誘導加熱調理器において、共振回路１２を構成する共振コンデンサ１３を２以上直列に設け、隣接する共振コンデンサ１３ａ，１３ｂの間に制御回路１６を接続し、その電圧に基づいてＩＧＢＴ１４をオン、オフするタイミング、または、誘導加熱コイル４への通電量を制御する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作待機中の消費電力の低減を図るようにした炊飯器や電磁調理器などの誘導加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の誘導加熱調理器は、鍋を誘導加熱する誘導加熱コイルを備え、この誘導加熱コイルに高周波電流を通電することにより、該誘導加熱コイルで高周波磁界を発生させる。そして、この高周波磁界によって非導電性部材を介して鍋を誘導加熱することにより、鍋の内部にセットした食材または米を調理または炊飯するものである。
【０００３】
図４に示すように、前記誘導加熱コイル１０２を制御する回路基板は、商用電源１００からの交流電流を所定電圧の直流電流に変換する整流回路１０１と、前記誘導加熱コイル１０２とで共振回路１０４を構成する共振コンデンサ１０３と、前記共振回路１０４への通電をオン、オフ制御するＩＧＢＴ１０５と、該ＩＧＢＴ１０５に並列に接続するダイオード１０６とを備えている。
【０００４】
また、この誘導加熱コイル１０２を制御する回路基板は、前記ＩＧＢＴ１０５によるオン、オフのタイミング、および、誘導加熱コイル１０２への通電量を制御する制御回路部１０７とを備えている。この制御回路部１０７は、前記ＩＧＢＴ１０５のコレクタ電極に２つの抵抗１０８ａ，１０８ｂを直列に接続した分圧回路部１０９を接続し、分圧した前記抵抗１０８ａ，１０８ｂ間の電圧を介してコレクタ電極を検出することにより、その検出値に基づいて前記ＩＧＢＴ１０５のオン、オフのタイミング、および、通電量を制御する構成としている。
【０００５】
因みに、前記回路基板には、前記ＩＧＢＴ１０５の実装位置に、ベース、コレクタおよびエミッタの３つの端子とそれぞれ接続するためのパターンが敷設されている。しかし、このＩＧＢＴ１０５を接続するためのパターンは、大電流を通電するため構成するパターン片の断面積を大きくする必要がある。そのため、回路基板自体が大型化するうえ、パターンの設計の自由度が著しく悪いという問題がある。
【０００６】
そのため、近年では、ＩＧＢＴ１０５のコレクタ電極が放熱のために露出していることを利用し、このコレクタ電極をアルミなどからなるヒートシングと電気的に接続し、このヒートシンクをビスにより制御基板に固定することにより、電気的に回路と接続する構成が考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記誘導加熱調理器は、鍋を加熱していない状態でも、整流回路１０１から誘導加熱コイル１０２を通じてＩＧＢＴ１０５のコレクタ電極に電圧が印加されており、このコレクタ電極には分圧回路が接続されているため、微少な電力を消費するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明では、非加熱時の電力消費を防止し、更にユーザの誤使用による故障を抑制できる誘導加熱調理器を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の誘導加熱調理器は、鍋を誘導加熱する誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルと並列に接続し該誘導加熱コイルとで共振回路を構成する共振コンデンサと、前記共振回路への通電をオン、オフするＩＧＢＴと、該ＩＧＢＴによるオン、オフを制御または前記誘導加熱コイルへの通電量を制御する制御回路とを備えた誘導加熱調理器において、前記共振回路を構成する共振コンデンサを２以上直列に設け、隣接する共振コンデンサの間に前記制御回路を接続し、その電圧に基づいてＩＧＢＴをオン、オフするタイミング、または、誘導加熱コイルへの通電量を制御するように構成している。
【００１０】
この誘導加熱調理器によれば、誘導加熱コイルによって炊飯鍋を加熱制御しない非加熱状態の場合には、隣接する共振コンデンサ間には電圧が印加されないため、電力が消費されることを防止でき、節電を図ることができる。
【００１１】
前記誘導加熱調理器では、直列に設けた２以上の共振コンデンサのうち、１つの第１の共振コンデンサに、該共振コンデンサより容量が少ない第２の共振コンデンサを更に並列に設けるとともに、これらのいずれかに通電するように切り換えるスイッチを設け、前記制御回路は、入力電圧が所定値である場合には第１共振コンデンサに通電されるようにスイッチを接続する一方、入力電圧が所定値より高い場合には第２共振コンデンサに通電されるようにスイッチを接続するように構成している。このようにすれば、ユーザが誤使用により規格外の鍋をセットした場合に、第２共振コンデンサに通電されるため、過負荷によるＩＧＢＴの破損などを未然に防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明の誘導加熱調理器である炊飯器１を示す。この炊飯器１は、大略、食品を収容する鍋である炊飯鍋２、該炊飯鍋２を収容する非導電性材料からなる保護枠３ａを備えた本体３、誘導加熱コイル４、炊飯鍋２用の温度センサ５、蓋体６、蓋ヒータ７、蓋体６用の温度センサ８、および、回路基板９からなる周知の構成のものである。
【００１３】
前記回路基板９は、図２に示すように、交流電源１０に接続されたダイオードブリッジからなる整流回路１１に、誘導加熱コイル４を駆動する駆動回路が接続され、この駆動回路が後述する制御回路部１６を介して図示しないマイコンの指示に従って動作するものである。
【００１４】
前記駆動回路は、前記誘導加熱コイル４とで共振回路１２を構成する２つの第１共振コンデンサ１３ａ，１３ｂを備えている。これら第１共振コンデンサ１３ａ，１３ｂは、互いに直列に接続されるとともに、前記誘導加熱コイル４と並列に接続されている。ここで、これら第１共振コンデンサ１３ａ，１３ｂは、１つの共振コンデンサ１０３で構成した場合と比較すると、その耐電圧は半分の性能でよいが、蓄電容量は２倍のものが必要である。
【００１５】
また、本実施形態では、第１共振コンデンサ１３ａ，１３ｂのうち、一方の第１共振コンデンサ１３ｂに、該第１共振コンデンサ１３ｂより蓄電容量が少ない第２の共振コンデンサ２５が並列に接続されている。そして、前記第１共振コンデンサ１３ａ，１３ｂの接続ラインには、前記共振コンデンサ１３ｂ，２５のいずれかに選択的に通電するためのスイッチ２６が設けられている。このスイッチ２６は、常時、共振コンデンサ１３ａと共振コンデンサ１３ｂとを接続するもので、図示しないコイルに通電されることにより、共振コンデンサ１３ａと共振コンデンサ２５とが接続されるように切り換えるものである。
【００１６】
前記誘導加熱コイル４、第１共振コンデンサ１３ｂおよび第２共振コンデンサ２５には、従来と同様に、スイッチング素子であるＩＧＢＴ１４のコレクタ電極が接続されるとともに、該ＩＧＢＴ１４にダイオード１５が並列に接続されている。前記ＩＧＢＴ１４のエミッタ電極は整流回路１１に接続されるている。
【００１７】
また、駆動回路は、前記ＩＧＢＴ１４をオン、オフするタイミング、および、誘導加熱コイル４への通電量を制御するための制御回路部１６を備えている。この制御回路部１６は、前記ＩＧＢＴ１４のベース電極に接続されるとともに、分圧回路１７を介して前記第１共振コンデンサ１３ａ，１３ｂの間、より具体的には、共振コンデンサ１３ａとスイッチ２６との間に接続されている。
【００１８】
前記分圧回路１７は、２つの抵抗１８ａ，１８ｂを直列に接続したもので、これら抵抗１８ａ，１８ｂの間に前記制御回路部１６が接続されている。また、一方の抵抗１８ａは前記第１共振コンデンサ１３ａ，１３ｂの間に接続され、他方の抵抗１８ｂは接地されている。
【００１９】
なお、前記回路基板９には、図３に示すように、ＩＧＢＴ１４および整流回路１１を放熱するためのヒートシンク１９が配設されている。このヒートシンク１９には、前記ＩＧＢＴ１４および整流回路１１を回路基板９と所定間隔をもって配置するための凹部２０が形成されている。この凹部２０の一側は、回路基板９の上面に密着させ、ビスによって互いに固定する固定部２１が設けられている。また、凹部２０の他側は、その下面が回路基板９と面一に一致するように構成するとともに、回路基板９と同一肉厚で突出する保持部２２が設けられている。これにより、回路基板９の小型化を図るとともに、従来と同一の半田付け装置により前記保持部２２を保持させて自動的に半田付けできるように構成している。
【００２０】
前記構成の回路基板９では、誘導加熱コイル４によって炊飯鍋２の加熱制御を行う場合には、共振回路１２を構成する一対の第１共振コンデンサ１３ａ，１３ｂ間に電圧が印加される。そして、その電圧を分圧回路１７を介して制御回路部１６が検出することにより、ＩＧＢＴ１４をオン、オフするタイミング、および、誘導加熱コイル４への通電量を制御することができる。しかも、共振回路１２を構成する第１共振コンデンサ１３ａ，１３ｂは、従来と比較して耐電圧が減少するため、制御回路の安定性を高めることができる。
【００２１】
一方、誘導加熱コイル４によって炊飯鍋２を加熱制御しない非加熱状態の場合には、一対の第１共振コンデンサ１３ａ，１３ｂ間には電圧が印加されず、常に０Ｖである。そのため、前記分圧回路１７を介して微少な電力が消費されることはなく、節電を図ることができる。
【００２２】
また、誘導加熱コイル４によって炊飯鍋２の加熱する際に、ユーザが誤使用により、アルミニウム製の鍋やステンレス製の鍋など、負荷電流の大きくなる規格されていない鍋をセットした場合、前記共振コンデンサ１３ａ，１３ｂ間には、規格された炊飯鍋２をセットした場合と比較して高電圧が印加される。その結果、分圧回路１７を構成する抵抗１８ａ，１８ｂ間に流れる電圧も大きくなる。
【００２３】
そして、制御回路部１６は、その状態を分圧回路１７を介して検知する。具体的には、前記分圧回路１７を介して入力された共振コンデンサ１３ａ，１３ｂ間の電圧が予め設定したしきい値より高い場合には、図示しないコイルに通電し、共振コンデンサ１３ａと第２共振コンデンサ２５とが接続するようにスイッチ２６を切り換える。即ち、制御回路部１６は、予め設定したしきい値より入力電圧が高いか否かにより、第１共振コンデンサ１３ｂと接続させるか、第２共振コンデンサ２５と接続させるかを切り換える。
【００２４】
このように、本実施形態では、前述のように、直列に設けた共振コンデンサ１３ａと、第１の共振コンデンサ１３ｂまたは第２の共振コンデンサ２５により、誘導加熱コイル４によって加熱制御しない状態では、無駄な電力が消費されることを防止できる。しかも、一方の共振コンデンサ１３ｂに並列に容量が少ない第２の共振コンデンサ２５を設け、スイッチ２６によりいずれかに選択的に接続する構成としているため、ユーザが誤使用により規格外の鍋を使用してもＩＧＢＴ１４に過負荷が加わることを防止できる。その結果、ＩＧＢＴ１４の破損などを未然に防止することができる。
【００２５】
なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではない。
例えば、前記実施形態では、共振回路１２を構成する共振コンデンサ１３ａ，１３ｂを一対直列に設けたが、３以上直列に設けてもよい。
【００２６】
また、前記実施形態では、誘導加熱調理器として炊飯器１を適用したが、ホットプレート等、他の誘導加熱方式の電化製品であれば、いずれでも適用できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の誘導加熱調理器では、隣接する共振コンデンサ間の電圧を検出することにより、ＩＧＢＴをオン、オフするタイミング、または、誘導加熱コイルへの通電量を確実に制御することができる。一方、誘導加熱コイルによって炊飯鍋を加熱制御しない非加熱状態の場合には、隣接する共振コンデンサ間には電圧が印加されないため、電力が消費されることを防止でき、節電を図ることができる。
【００２８】
また、２以上の共振コンデンサのうち、１つの第１の共振コンデンサに、該共振コンデンサより容量が少ない第２の共振コンデンサを更に並列に設けるとともに、これらのいずれかに通電するように切り換えるスイッチを設け、制御回路は、入力電圧に応じていずれの共振コンデンサに接続するかを切り換える構成としているため、ユーザの誤使用によりＩＧＢＴなどの構成部品が破損することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘導加熱調理器である炊飯器を示す概略図である。
【図２】誘導加熱コイルを制御する駆動回路を示す回路図である。
【図３】回路基板の構成を示す断面図である。
【図４】従来の誘導加熱調理器における誘導加熱コイルを制御する駆動回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１…炊飯器（誘導加熱調理器）、２…炊飯鍋、４…誘導加熱コイル、９…回路基板、１０…交流電源、１１…整流回路、１２…共振回路、１３ａ，１３ｂ…共振コンデンサ、１４…ＩＧＢＴ、１６…制御回路部、１７…分圧回路。

Claims (2)

1. 鍋を誘導加熱する誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルと並列に接続し該誘導加熱コイルとで共振回路を構成する共振コンデンサと、前記共振回路への通電をオン、オフするＩＧＢＴと、該ＩＧＢＴによるオン、オフを制御または前記誘導加熱コイルへの通電量を制御する制御回路とを備えた誘導加熱調理器において、
   前記共振回路を構成する共振コンデンサを２以上直列に設け、隣接する共振コンデンサの間に前記制御回路を接続し、その電圧に基づいてＩＧＢＴをオン、オフするタイミング、または、誘導加熱コイルへの通電量を制御するようにしたことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 直列に設けた２以上の共振コンデンサのうち、１つの第１の共振コンデンサに、該共振コンデンサより容量が少ない第２の共振コンデンサを更に並列に設けるとともに、これらのいずれかに通電するように切り換えるスイッチを設け、
   前記制御回路は、入力電圧が所定値である場合には第１共振コンデンサに通電されるようにスイッチを接続する一方、入力電圧が所定値より高い場合には第２共振コンデンサに通電されるようにスイッチを接続するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。

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