JP2005152303A

JP2005152303A - 炊飯器

Info

Publication number: JP2005152303A
Application number: JP2003395203A
Authority: JP
Inventors: Hideki Morozumi; 英樹両角; Toru Niiyama; 融新山; Masato Watanabe; 正人渡辺; Seiichi Takakura; 誠一高椋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-11-26
Also published as: JP4023438B2

Abstract

【課題】交流電源を整流して電力を供給するインバータ手段により加熱コイルに高周波電力を供給し鍋を加熱する炊飯器において、交流電源の周波数が異なる地域間において、入力電流やピーク電圧のばらつきを抑制する。
【解決手段】鍋１を加熱する加熱コイル２にスイッチング手段４により構成するインバータ手段より高周波電力を供給し、交流電源５の周波数を電源周波数検知手段１０により検知するとともに、交流電源５より供給される入力電流を入力電流検知手段１３により検知し、入力電流の目標値に対応する値を入力電流設定手段１８により設定し、制御手段１９により入力電流検知手段１３と入力電流設定手段１８の出力値に応じてスイッチング手段４のオン時間を制御する。入力電流設定手段１８は、電源周波数検知手段１０が検知した周波数に応じて、入力電流の目標値に対応する値を変更するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流電源を整流して電力を供給するインバータ手段により加熱コイルに高周波電力を供給し鍋を加熱する炊飯器に関するものである。

従来、この種の炊飯器は、鍋を加熱する加熱コイルにスイッチング素子により構成するインバータ手段より高周波電流を供給し、スイッチング手段の両端電圧をピーク電圧検知手段により検知し、交流電源から炊飯器に供給される入力電流を入力電流検知手段で検知し、電圧検知手段の出力と入力電流検知手段の出力のうちいずれか高い方の出力に応じて、スイッチング手段のオン時間を短くし、入力電流を制御している（例えば、特許文献１、２参照）。

また、加熱コイルに流れる電流を検知するコイル電流検知手段を設け、コイル電流検知手段の出力と入力電流検知手段の出力に応じて、交流電源から供給される入力電流を制御しているものもある（例えば、特許文献３参照）。

図８は、特許文献１に記載された従来の炊飯器を示すものである。

図８に示すように、鍋１は、等価回路を示しており、磁束を通す金属を複数用いた積層体で構成し、加熱コイル２を磁気結合している。共振用コンデンサ３は加熱コイル２に並列接続し、加熱コイル２と並列共振回路を構成している。スイッチング手段４は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体素子と、この半導体素子に逆接続した逆接続ダイオードで構成している。これら加熱コイル２、共振用コンデンサ３、スイッチング手段４でインバータ手段を構成している。

交流電源５は、ダイオードブリッジ７、チョークコイル８、平滑用コンデンサ９で構成した整流手段６で整流し、インバータ手段に電力を供給している。入力電流検知手段１３は、カレントトランス１４、抵抗１５、ダイオードブリッジ１６、電解コンデンサ１７で構成し、カレントトランス１４の交流信号をダイオードブリッジ１６、電解コンデンサ１７からなる整流平滑回路で直流信号に変換して交流電源５より供給される入力電流を検知している。

ピーク電圧検知手段５１は、ＩＧＢＴのコレクタ電圧のピーク値を検知するエミッタフォロア回路などで構成し、このピーク電圧検知手段５１の出力と入力電流検知手段１３の出力とをマイクロコンピュータなどで構成した制御手段８１に入力し、制御手段７１は、入力電流検知手段１３とピーク電圧検知手段５１の出力値に応じて、スイッチング手段４のオン時間を制御するよう構成している。
特公昭６１−２６３０６号公報特開平５−１１４４７２号公報特開２００３−１３５２７２号公報

しかしながら、このような従来の構成では、入力電流を設定する基準電圧が一定にもかかわらず、入力電流検知手段１３を構成するカレントトランス１４の入力電流−出力電圧特性（以下、入出力特性という）が交流電源の周波数によって変動するので、交流電源周波数５０Ｈｚの地域と６０Ｈｚの地域で入力電流がばらつくという問題を有していた。

また、ピーク電圧検知手段５１を構成するエミッタフォロア回路についても、充放電回路の時定数が固定されているので、交流電源周波数５０Ｈｚの地域と６０Ｈｚの地域で検知するピーク電圧値がばらつくという問題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、交流電源の周波数が異なる地域間において、入力電流やピーク電圧のばらつきを抑制することを目的としている。

本発明は上記目的を達成するために、鍋を加熱する加熱コイルにスイッチング手段により構成するインバータ手段より高周波電力を供給し、整流手段により交流電源を整流してインバータ手段に電力を供給し、交流電源の周波数を電源周波数検知手段により検知するとともに、交流電源より供給される入力電流を入力電流検知手段により検知し、入力電流の目標値に対応する値を入力電流設定手段により設定し、制御手段により入力電流検知手段と入力電流設定手段の出力値に応じてスイッチング手段のオン時間を制御するよう構成し、入力電流設定手段は、電源周波数検知手段が検知した周波数に応じて、入力電流の目標値に対応する値を変更するようにしたものである。

これにより、交流電源の周波数が変化して入力電流検知手段の入出力特性が変動しても予め電源周波数に応じて、入力電流の目標値に対応する値を変更しているので、実際の入力電流は変動しないこととなり、交流電源の周波数が異なる地域間において、入力電流やピーク電圧のばらつきを抑制することができる。

本発明の炊飯器は、交流電源の電源周波数が異なる地域間で生じる入力電流やピーク電圧のばらつきを抑制することができる。

第１の発明は、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電力を供給するインバータ手段と、前記インバータ手段を構成するスイッチング手段と、交流電源を整流し前記インバータ手段に電力供給する整流手段と、前記交流電源の周波数を検知する電源周波数検知手段と、前記交流電源より供給される入力電流を検知する入力電流検知手段と、前記入力電流の目標値に対応する値を設定する入力電流設定手段と、前記入力電流検知手段と前記入力電流設定手段の出力値に応じて前記スイッチング手段のオン時間を制御する制御手段とを備え、前記入力電流設定手段は、前記電源周波数検知手段が検知した周波数に応じて、前記入力電流の目標値に対応する値を変更するようにしたものであり、交流電源の周波数が変わって入力電流検知手段の入出力特性が変動しても、予め電源周波数に応じて、入力電流の目標値に対応する値を変更しているので、実際の入力電流は変動しないこととなり、交流電源の周波数が異なる地域間での入力電流のばらつきを抑えることができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、交流電源電圧を検知する電源電圧検知手段と、前記電源電圧検知手段の出力の基準値を設定する電源電圧設定手段とを備え、前記電源電圧設定手段は、電源周波数検知手段の出力に応じて前記基準値を変更し、入力電流設定手段は前記電源電圧検知手段の出力と前記基準値の差に応じて入力電流の目標値を変更するようにしたものであり、電源電圧検知手段の入出力特性が電源周波数が変わって変動しても、電源周波数の変動にあわせて基準値を変更しているので、交流電源の電圧を確実に検知することができ、入力電力が一定となるように入力電流の目標値を変えることができることとなり、交流電源の周波数が異なる地域間での入力電力のばらつきを抑えることができる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、スイッチング手段の両端電圧のピーク値を検知するピーク電圧検知手段と、前記ピーク電圧検知手段の出力の上限値を設定する上限値設定手段とを備え、前記上限値設定手段は、電源周波数検知手段の出力に応じて前記上限値を変更し、制御手段は前記ピーク電圧検知手段の出力値が前記上限値を越えるとスイッチング手段のオン時間を短くするようにしたものであり、ピーク電圧検知手段の入出力特性が電源周波数によって変化しても、電源周波数に対応して上限値も変更することとなり、スイッチング手段のピーク電圧の上限値が電源周波数により変動するのを抑えることができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の炊飯器の一部ブロック化した回路図である。

図１に示すように、鍋１は、等価回路を示しており、磁束を通す金属を複数用いた積層体で構成している。加熱コイル２は鍋１と磁気結合し、鍋１を加熱するようにしている。この加熱コイル２は複数の銅線を束ねたリッツ線を更に２０数本で撚った線で構成しており、高周波電流が流れたときの電流分布を均一にしている。

共振用コンデンサ３は加熱コイル２に並列接続しており、加熱コイル２と並列共振回路を構成している。本実施の形態では、高周波電流が流れても損失の少ないポリプロピレンコンデンサを使用している。スイッチング手段４は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体素子と、この半導体素子に逆接続した逆接続ダイオードで構成している。ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴは耐圧が高く、高周波のスイッチングが可能で、大電流を流すことができるという利点がある。

本実施の形態において、インバータ手段は加熱コイル２、共振用コンデンサ３、スイッチング手段４で構成し、加熱コイル２に高周波電力を供給している。

交流電源５は炊飯器に電力を供給するもので、交流電源５の電源周波数は、東日本地域では５０Ｈｚ、西日本地域では６０Ｈｚとなっている。整流手段６は、ダイオードブリッジ７、チョークコイル８、平滑用コンデンサ９で構成し、交流電源５を整流してインバータ手段に電力を供給している。ここで、平滑用コンデンサ９の容量は数μＦと小さく、加熱コイル２に高周波電流を流した場合、リプルが生じる。本実施の形態では、このリプル電圧は、交流電源５の電圧と同じとなる。

電源周波数検知手段１０は、交流電源５の周波数を検知するもので、同期パルス発生手段１１とパルスカウンタ１２で構成している。同期パルス発生手段１１は交流電源電圧を分圧する分圧抵抗とこの分圧抵抗の出力に応じてオンオフするトランジスタとで構成し、電源電圧波形に同期してハイまたはロー信号を出力する。パルスカウンタ１２は同期パルス発生手段１１の所定時間当りのパルス数をカウントし、所定パルス数を超えると６０Ｈｚ、所定パルス以下なら５０Ｈｚと判定する。

入力電流検知手段１３は、交流電源５より供給される入力電流を検知するもので、カレントトランス１４、抵抗１５、ダイオードブリッジ１６、電解コンデンサ１７で構成しており、カレントトランス１４の交流信号をダイオードブリッジ１６、電解コンデンサ１７からなる整流平滑回路で直流信号に変換している。抵抗１５はカレントトランス１４の出力電圧値を調整するものである。

入力電流設定手段１８は、入力電流の目標値に対応する値を設定するもので、マイクロコンピュータ内部のＲＯＭに予め複数の入力電流の目標値に対応する８ビットの設定値を記憶しておき、炊飯工程、鍋の大きさなどの条件ごとに所定の目標値に対応した８ビットの設定値を出力する。

ここで、入力電流設定手段１８は、電源周波数検知手段１０が検知した周波数に応じて、入力電流の目標値に対応する値を変更するようにしている。

制御手段１９は、入力電流検知手段１３と入力電流設定手段１８の出力値に応じてスイッチング手段４のオン時間を制御するもので、マイクロコンピュータ内部のＡＤ変換器やＰＷＭ発生器などで構成し、入力電流検知手段１３の出力電圧をＡＤ変換器で受け、このＡＤ変換器の出力値と入力電流設定手段１８の設定値が同じになるように、ＰＷＭ発生器のハイパルス幅を制御する。駆動手段２０は、ＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタからなるプッシュプル回路で構成しており、制御手段１９がハイパルスを出力しているときにスイッチング手段４を構成しているＩＧＢＴにハイ電圧を出力する。

図２は、入力電流検知手段１３の入力電流Ｉｉｎと出力電圧Ｖｉの関係を示す特性図である。図２に示すように、同じ入力電流でも５０Ｈｚの方が出力電圧が低くなる傾向がある。これはカレントトランス１４の入出力特性と電解コンデンサ１７の充放電特性が大きな要因である。

図２において、Ｉｒｅｆ１は炊飯工程の一部で使用する入力電流の目標値である。Ｖｉｒｅｆ１５０は交流電源５の周波数が５０Ｈｚのときに入力電流設定手段１８が設定するＩｒｅｆ１に対応した基準電圧であり、Ｖｉｒｅｆ１６０は交流電源５の周波数が６０ＨｚのときにＩｒｅｆ１に対応する基準電圧である。Ｉｒｅｆ２とＶｉｒｅｆ２５０、Ｖｉｒｅｆ２６０およびＩｒｅｆ３とＶｉｒｅｆ３５０、Ｖｉｒｅｆ３６０も同様の関係である。なお、Ｉｒｅｆ２は炊飯工程の一部で使用する入力電流の目標値である。Ｉｒｅｆ３は炊飯工程の一部と保温工程で使用する入力電流の目標値である。

本実施の形態において、入力電流設定手段１８が設定するＶｉｒｅｆ１５０〜Ｖｉｒｅｆ３６０は８ビットに換算された値Ｖｉｒｅｆ１５０（８ｂｉｔ）〜Ｖｉｒｅｆ３６０（８ｂｉｔ）となって制御手段１９に出力される。

以上のように、本実施の形態の炊飯器においては、入力電流検知手段１０の入出力特性にあわせて、交流電源５の周波数５０Ｈｚ時と６０Ｈｚ時それぞれで入力電流Ｉｒｅｆ１〜Ｉｒｅｆ３に対応した基準電圧Ｖｉｒｅｆ１５０〜Ｖｉｒｅｆ３６０を設定できるようにしている。

上記構成において動作、作用を説明する。まず、炊飯工程もしくは保温工程を開始する前に、電源周波数検知手段１０が交流電源５の周波数を検知する。このとき、周波数が５０Ｈｚであれば入力電流設定手段１８は５０Ｈｚ用の基準電圧Ｖｉｒｅｆ１５０、Ｖｉｒｅｆ２５０、Ｖｉｒｅｆ３５０の８ビット換算値を制御手段１９に出力する。制御手段１９は、入力電流検知手段１３の出力電圧がこれらの基準電圧になるようにスイッチング手段４のオン時間を制御する。

交流電源５の周波数が６０Ｈｚのときも同様に、電源周波数検知手段１０が交流流電源５の周波数を６０Ｈｚと検知し、入力電流設定手段１８は６０Ｈｚ用の基準電圧Ｖｉｒｅｆ１６０、Ｖｉｒｅｆ２６０、Ｖｉｒｅｆ３６０の８ビット換算値を制御手段１９に出力する。制御手段１９は入力電流検知手段１３の出力電圧がこれらの基準電圧になるようにスイッチング手段４のオン時間を制御する。

以上のように、交流電源５の周波数に対応して入力電流設定手段１８が基準電圧を変更するので、入力電流検知手段１３の入出力特性が交流電源周波数の影響で変化しても、入力電流の変動を抑えることができる。

以上のように、本実施の形態においては、電源周波数検知手段１０が交流電源５の周波数を検知し、この検知した周波数に対応して、入力電流設定手段１８が入力電流の目標値に対応した基準電圧を変更することにより、交流電源５の周波数が異なる地域で入力電流検知手段１３の入出力特性が変化しても、入力電流設定手段１８の基準電圧も交流電源５の周波数に対応して変更することになり、交流電源５の周波数が異なる地域間で炊飯器の入力電流がばらつくのを抑えることができる。

なお、本実施の形態では、電源周波数検知手段１０を電源波形に同期してハイまたはローを出力する同期パルス発生手段１１と、同期パルス発生手段１１の所定時間あたりのパルス数をカウントするパルスカウンタ１２とで構成したが、同期パルス発生手段１１のパルス幅を検知し、その長さで５０Ｈｚか６０Ｈｚを判定してもよい。この場合はパルス数をカウントする方法よりも短時間で５０Ｈｚか６０Ｈｚを判定することができるが、外部ノイズにより誤判定する確率が上昇する。いずれにしても電源周波数検知手段１０は交流電源５の周波数が５０Ｈｚであるか６０Ｈｚであるかを判定できる構成であれば、特に上記の構成に限定するものではない。

また、本実施の形態では、入力電流検知手段１３をカレントトランス１４の出力を整流し直流電圧として出力する構成としているが、カレントトランス１４の代わりに抵抗を用いてもよい。抵抗を用いる場合は、カレントトランス１４を用いる方法に比べるとばらつき公差の種類が豊富で、ばらつきの小さい抵抗を使用しやすくなるが、大電流が流れるので抵抗の発熱などに注意する必要がある。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２の炊飯器の一部ブロック化した回路図である。

図３に示すように、電源電圧検知手段３１は、交流電源５の電圧を検知するもので、複数の抵抗からなる分圧回路とこの分圧回路の出力をピークホールドするピークホールド回路で構成している。なお、ピークホールド回路はトランジスタを用いたエミッタフォロア回路と電解コンデンサ、電解コンデンサを放電する放電抵抗で構成している。

電源電圧設定手段３２は、電源電圧検知手段３１の出力の基準値を設定するもので、マイクロコンピュータ内部のＲＯＭに予め電源周波数５０Ｈｚ用の基準値と６０Ｈｚ用の基準値を記憶しており、電源周波数検知手段１０の出力に応じて基準値を変更するよう構成している。入力電流設定手段３３は、電源電圧検知手段３１の出力値と電源電圧設定手段３２の基準値の差に基づいて入力電流の目標値を変更するよう構成している。他の構成は上記実施の形態１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。

図４は、電源電圧検知手段３１の入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔの関係を示す特性図である。なお、入力電圧Ｖｉｎは交流電源５の実効電圧である。図４に示すように、電源電圧が同じでも５０Ｈｚの出力電圧の方が低くなる傾向がある。この理由は、５０Ｈｚの方が電解コンデンサの放電時間が長いためである。

図４において、Ｖｉｎｒｅｆは交流電源５の基準である。本実施の形態の炊飯器では、Ｖｉｎｒｅｆは実効電圧で１００Ｖとする。Ｖｏｕｔｒｅｆ５０は電源周波数が５０Ｈｚのとき、Ｖｉｎｒｅｆに対応する基準値である。Ｖｏｕｔｒｅｆ６０は電源周波数が６０Ｈｚのとき、Ｖｉｎｒｅｆに対応する基準値である。

本実施の形態において、電源電圧設定手段３２が設定するＶｏｕｔｒｅｆ５０、Ｖｏｕｔｒｅｆ６０は８ビットに換算された値Ｖｏｕｔｒｅｆ５０（８ｂｉｔ）、Ｖｏｕｔｒｅｆ６０（８ｂｉｔ）となって入力電流設定手段３３に出力される。

以上のように、本実施の形態の炊飯器においては、電源電圧検知手段３１の入出力特性にあわせて、交流電源５の周波数５０Ｈｚ時と６０Ｈｚ時それぞれで電源電圧の基準Ｖｉｎｒｅｆに対応した基準値Ｖｏｕｔｒｅｆ５０、Ｖｏｕｔｒｅｆ６０を設定できるようにしている。

上記構成において動作、作用を説明する。まず、炊飯工程もしくは保温工程を開始する前に、電源周波数検知手段１０が交流電源５の周波数を検知する。このとき、周波数が５０Ｈｚであれば入力電流設定手段３３は初期値として５０Ｈｚ用の基準電圧Ｖｉｒｅｆ１５０、Ｖｉｒｅｆ２５０、Ｖｉｒｅｆ３５０の８ビット換算値を設定する。電源電圧設定手段３２は基準値Ｖｏｕｔｒｅｆ５０を設定し、この８ビット換算値を入力電流設定手段３３に出力する。電源電圧検知手段３１は交流電源電圧に相当する電圧値Ｖｏｕｔをマイクロコンピュータ内のＡＤ変換器を介して８ビット換算し、入力電流設定手段３３に出力している。入力電流設定手段３３は、次式に示すようにＶｏｕｔｒｅｆ５０とＶｏｕｔの差を計算し、この差に基づき制御手段１９に出力する基準電圧を変更する。

Ｖｉｒｅｆ１５０＝Ｖｉｒｅｆ１５０＋α×（Ｖｏｕｔｒｅｆ５０−Ｖｏｕｔ）
ここで、αは係数であり、鍋１、加熱コイル２、共振用コンデンサ３や制御手段１９などを構成するマイクロコンピュータの特性により定められるものである。

制御手段１９は、入力電流検知手段１３の出力電圧がこれらの基準電圧になるようにスイッチング手段４のオン時間を制御する。これにより、交流電源５の電圧が１００Ｖより高いときには入力電流の目標値を下げ、逆に１００Ｖより低いときには入力電流の目標値を上げるので、交流電源５の電源電圧変動に対し、一定の入力電力で動作することができる。

なお、ここでは一例として、入力電流設定手段３３が設定する基準電圧としてＶｉｒｅｆ１５０を用いて説明したが、Ｖｉｒｅｆ２５０、Ｖｉｒｅｆ３５０も同様に変更される。

交流電源５の周波数が６０Ｈｚのときには、入力電流設定手段３３は初期値として６０Ｈｚ用の基準電圧Ｖｉｒｅｆ１６０、Ｖｉｒｅｆ２６０、Ｖｉｒｅｆ３６０の８ビット換算値を設定する。電源電圧設定手段３２は基準値Ｖｏｕｔｒｅｆ６０を設定し、この８ビット換算値を入力電流設定手段３３に出力する。これ以降の動作は５０Ｈｚの時と同様であるのでここでは省略する。

以上のように、本実施の形態においては、交流電源５の電圧を検知する電源電圧検知手段３１と、交流電源５の周波数に応じて基準値を変更する電源電圧設定手段３２を加え、入力電流設定手段３３が電源電圧検知手段３１の出力と基準値の差分に応じて入力電流の目標値を変更することにより、交流電源５の周波数が異なる地域で入力電流検知手段１３や電源電圧検知手段３１の入出力特性が変化しても、電源電圧設定手段３２と入力電流設定手段３３がその特性に対応した基準値を設定するので、交流電源５の周波数が異なる地域間での入力電力のばらつきを小さくすることができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３の炊飯器の一部ブロック化した回路図である。

図５に示すように、ピーク電圧検知手段５１は、スイッチング手段４の両端電圧のピーク値を検知するもので、複数の抵抗からなる分圧回路とこの分圧回路の出力をピークホールドするピークホールド回路とで構成している。なお、ピークホールド回路はトランジスタを用いたエミッタフォロア回路と電解コンデンサ、電解コンデンサを放電する放電抵抗で構成している。

上限値設定手段５２は、ピーク電圧検知手段５１の出力の上限値を設定するもので、マイクロコンピュータ内部のＲＯＭに予め電源周波数５０Ｈｚ用の基準値と６０Ｈｚ用の上限値を記憶しており、電源周波数検知手段１０の出力に応じて上限値を変更するようにしている。制御手段５３は、ピーク電圧検知手段５１の出力値が上限値設定手段５２の上限値より大きい場合に、スイッチング手段４のオン時間を短くするよう構成している。他の構成は上記実施の形態１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。

図６はピーク電圧検知手段５１の入力電圧Ｖｃｉと出力電圧Ｖｃｏの関係を示す特性図である。ここで、入力電圧Ｖｃｉはスイッチング手段４の両端電圧のピーク値を示している。なお、ピーク値とは交流電源５の一周期中のピーク値を示している。図６に示すように、電源電圧が同じでも５０Ｈｚの出力電圧の方が低くなる傾向がある。この理由は、５０Ｈｚの方が電解コンデンサの放電時間が長いためである。

図６において、Ｖｃｉｒｅｆはスイッチング手段４の両端電圧の上限値を示している。この上限値は、炊飯器の炊飯工程での両端電圧ピーク値とスイッチング手段４を構成するＩＧＢＴの絶対最大定格の中心値あたりにすると、回路部品がばらついても誤動作することがなくなる。本実施の形態では、Ｖｃｉｒｅｆは８５０Ｖとする。Ｖｃｏｒｅｆ５０は電源周波数が５０Ｈｚのときに、Ｖｃｉｒｅｆの入力に対して出力される値である。Ｖｃｏｒｅｆ６０は電源周波数が６０Ｈｚのときに、Ｖｃｉｒｅｆの入力に対して出力される値である。Ｖｃｉｒｅｆをスイッチング手段４の両端電圧の上限値とする場合、Ｖｃｏｒｅｆ５０とＶｃｏｒｅｆ６０は、上限値設定手段５２が設定する上限値になる。

本実施の形態において、上限値設定手段５２が設定するＶｃｏｒｅｆ５０、Ｖｃｏｒｅｆ６０は８ビットに換算された値Ｖｃｏｒｅｆ５０（８ｂｉｔ）、Ｖｃｏｒｅｆ６０（８ｂｉｔ）となって制御手段５３に出力される。

以上のように、本実施の形態の炊飯器においては、交流電源５の周波数５０Ｈｚ時と６０Ｈｚ時それぞれでＶｃｉｒｅｆに対応した値Ｖｃｏｒｅｆ５０、Ｖｃｏｒｅｆ６０を上限値として設定できるようにしている。

図７は、制御手段５３の内部ブロック図を示している。図７に示すように、第一の演算手段７１は、マイクロコンピュータで構成しており、入力電流設定手段１８の出力値Ｖｉｒｅｆ１５０〜Ｖｉｒｅｆ３６０のいずれか１つと入力電流検知手段１３の出力値Ｖｉの差ｄＶｉを計算し、その結果をオン時間変化量設定手段７３に出力する。なお、Ｖｉの方が大きい場合は、ｄＶｉは負の値となる。

第二の演算手段７２は、第一の演算手段７１と同様に、マイクロコンピュータで構成しており、上限値設定手段５２の出力値Ｖｃｏｒｅｆ５０、Ｖｃｏｒｅｆ６０のいずれか１つとピーク電圧検知手段５１の出力値Ｖｃｏの差ｄＶｃｏを計算し、その結果をオン時間変化量設定手段７３に出力する。なお、Ｖｃｏの方が大きい場合は、ｄＶｃｏは負の値となる。

オン時間変化量設定手段７３は、マイクロコンピュータ内部にＲＯＭに記憶されたデータテーブルで構成している。オン時間変化量設定手段７３は第一の演算手段７１と第二の演算手段７２より計算結果が入力されると、データテーブルの中から、計算結果の条件に対応したオン時間の変化量ｄＴｏｎを設定する。なお、本実施の形態のデータテーブルは、ｄＶｉ、ｄＶｃｏいずれか一方が負の値の場合、ｄＴｏｎは負の値を示すように構成されている。

オン時間演算手段７４は、それまでのオン時間Ｔｏｎに変化量ｄＴｏｎを加えて、新しいオン時間ＴｏｎとしてＰＷＭ手段７５に出力する。ＰＷＭ手段７５はオン時間Ｔｏｎの期間、駆動手段２０にハイパルスを出力する。

上記構成において動作、作用を説明する。まず、炊飯工程もしくは保温工程を開始する前に、電源周波数検知手段１０が交流電源５の周波数を検知する。このとき、周波数が５０Ｈｚであれば入力電流設定手段１８は初期値として５０Ｈｚ用の基準電圧Ｖｉｒｅｆ１５０、Ｖｉｒｅｆ２５０、Ｖｉｒｅｆ３５０の８ビット換算値を設定する。上限値設定手段５２は基準値Ｖｃｏｒｅｆ５０を設定し、この８ビット換算値を制御手段５３に出力する。ピーク電圧検知手段５１はＶｃｏをマイクロコンピュータ内のＡＤ変換器を介して８ビット換算し、制御手段５３に出力する。

制御手段５３はピーク電圧検知手段５１の出力値Ｖｃｏと上限値Ｖｃｏｒｅｆ５０の差ｄＶｃｏを演算するとともに、入力電流検知手段１３の出力値Ｖｉと入力電流設定手段１８の出力値Ｖｉｒｅｆ１５０の差ｄＶｉを演算する。オン時間変化量設定手段７３は、このｄＶｃｏ、ｄＶｉの条件にあったオン時間変化量ｄＴｏｎをデータテーブルより呼び出す。オン時間演算手段７４はｄＴｏｎを今までのオン時間Ｔｏｎに加え、新しいオン時間ＴｏｎとしてＰＷＭ手段７５に出力し、ＰＷＭ手段７５よりＴｏｎの期間、ハイパルスを出力する。

なお、図７でも説明したように、ｄＴｏｎはｄＶｉまたはｄＶｃｏが負の値の時、負の値となるようにしている。つまり、入力電流またはピーク電圧のどちらか一方が基準値を超えた場合はオン時間を短くすることとなる。

交流電源５の周波数が６０Ｈｚのときには、入力電流設定手段１８は初期値として６０Ｈｚ用の基準電圧Ｖｉｒｅｆ１６０、Ｖｉｒｅｆ２６０、Ｖｉｒｅｆ３６０の８ビット換算値を設定する。上限値設定手段５２は基準値Ｖｃｏｒｅｆ６０を設定し、この８ビット換算値を制御手段５３に出力する。これ以降の動作は５０Ｈｚの時と同様であるのでここでは省略する。

以上のように、本実施の形態においては、スイッチング手段４の両端電圧のピーク値を検知するピーク電圧検知手段５１と、交流電源５の周波数に応じて上限値を変更する上限値設定手段５２を加え、制御手段５３によりピーク電圧検知手段５１の出力値が上限値を超えたときにオン時間を短くすることにより、交流電源５の周波数が異なる地域でピーク電圧検知手段５１の入出力特性が変化しても、上限値設定手段５２により変化した特性に対応した上限値が設定されているので、交流電源５の周波数が異なる地域間でスイッチング手段４の両端電圧の上限値がばらつくのを抑えることができる。

以上のように、本発明にかかる炊飯器は、交流電源の周波数が異なる地域間において、入力電流やピーク電圧のばらつきを抑制することができるので、交流電源を整流して電力を供給するインバータ手段により加熱コイルに高周波電力を供給し鍋を加熱する炊飯器として有用である。

本発明の実施の形態１の炊飯器の一部ブロック化した回路図同炊飯器の入力電流検知手段の入力電流と出力電圧の関係を示す特性図本発明の実施の形態２の炊飯器の一部ブロック化した回路図同炊飯器の電源電圧検知手段の入力電圧と出力電圧の関係を示す特性図本発明の実施の形態３の炊飯器の一部ブロック化した回路図同炊飯器のピーク電圧検知手段の入力電圧と出力電圧の関係を示す特性図同炊飯器の制御手段の内部ブロック図従来の炊飯器の一部ブロック化した回路図

符号の説明

１鍋
２加熱コイル（インバータ手段）
３共振用コンデンサ（インバータ手段）
４スイッチング手段（インバータ手段）
５交流電源
６整流手段
１０電源周波数検知手段
１３入力電流検知手段
１８入力電流設定手段
１９制御手段

Claims

鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電力を供給するインバータ手段と、前記インバータ手段を構成するスイッチング手段と、交流電源を整流し前記インバータ手段に電力供給する整流手段と、前記交流電源の周波数を検知する電源周波数検知手段と、前記交流電源より供給される入力電流を検知する入力電流検知手段と、前記入力電流の目標値に対応する値を設定する入力電流設定手段と、前記入力電流検知手段と前記入力電流設定手段の出力値に応じて前記スイッチング手段のオン時間を制御する制御手段とを備え、前記入力電流設定手段は、前記電源周波数検知手段が検知した周波数に応じて、前記入力電流の目標値に対応する値を変更するようにした炊飯器。
交流電源電圧を検知する電源電圧検知手段と、前記電源電圧検知手段の出力の基準値を設定する電源電圧設定手段とを備え、前記電源電圧設定手段は、電源周波数検知手段の出力に応じて前記基準値を変更し、入力電流設定手段は前記電源電圧検知手段の出力と前記基準値の差に応じて入力電流の目標値を変更するようにした請求項１記載の炊飯器。
スイッチング手段の両端電圧のピーク値を検知するピーク電圧検知手段と、前記ピーク電圧検知手段の出力の上限値を設定する上限値設定手段とを備え、前記上限値設定手段は、電源周波数検知手段の出力に応じて前記上限値を変更し、制御手段は前記ピーク電圧検知手段の出力値が前記上限値を越えるとスイッチング手段のオン時間を短くするようにした請求項１または２記載の炊飯器。