JP2011041622A

JP2011041622A - 炊飯器

Info

Publication number: JP2011041622A
Application number: JP2009190626A
Authority: JP
Inventors: Hideki Morozumi; 英樹両角; Mitsuru Takechi; 充武智; Shinichi Sato; 慎一佐藤; Kazunori Kono; 一典河野; Seiichi Takakura; 誠一高椋
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2029-08-20
Also published as: JP5246099B2

Abstract

【課題】半導体スイッチング素子のオン時間に応じて、駆動回路に供給する直流電源電圧の出力電圧を増減し、駆動回路の消費電力を低減すること。
【解決手段】半導体スイッチング素子のゲート端子をオンオフして鍋を誘導加熱する加熱コイルを制御する炊飯器で、第一の直流電源回路と、第一の直流電源回路の出力電圧より低い電圧にする第二の直流電源回路を有し、半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間以上のときは、第一の直流電源回路の出力電圧を、半導体スイッチング素子のゲート端子の最大定格電圧より低い第一の電圧設定値にし、オン時間が所定時間より短いときは第一の電圧設定値より低い第二の電圧設定値に設定することにより、加熱シーケンスを実行しているときも駆動回路や第二の直流電源回路の消費電力を低減することで、低消費電力で炊飯できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般家庭で使用する誘導加熱を利用した炊飯器に関するものである。

従来、この種の炊飯器は鍋を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルをオンオフする通電制御素子（半導体スイッチング素子）と、通電制御素子を駆動するドライブ回路（駆動回路）と、ドライブ回路に電源電流を供給する第一の電源回路と、第一の電源回路を降圧して制御手段（制御部）や操作部に電源電流を供給する第二の電源回路を有し、電源電圧変更手段により第一の電源回路の出力電圧を切り替えるようにし、電源電圧変更手段は加熱シーケンスを実行していない待機状態では第一の電源回路の出力電圧の設定値を第一の電圧設定値からそれより低く設定した第二の電圧設定値に切り替えるように構成するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

このような構成にすることで、加熱シーケンスを実行していない待機状態では第一の電源回路の電源電圧を第一の電圧設定値より低い第二の電圧設定値にすることができ、第一の電源電圧が下がったことにより、第一の電源回路より電源電流を供給されるドライブ回路の消費電力を低減でき、待機電力を抑えることができると記述されている。

また、特に記載はないが、一般的な技術として、半導体スイッチング素子の起動時やターンオン時の半導体スイッチング素子の損失を抑えるために、半導体スイッチング素子のゲート端子への入力電流を制限する抵抗値を大きくする方法がある。

特開２００６−１５６１４７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、加熱シーケンスを実行しているときには、第一の電源回路の電源電圧は高いほうの第一の電圧設定値となっており、加熱シーケンス実行時の駆動回路や第二の電源回路の消費電力を低減することはできないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、半導体スイッチング素子のオン時間が短いときは第一の直流電源回路の出力電圧を半導体スイッチング素子のゲート端子がオンできる保証がある電圧まで低下させ、加熱シーケンスを実行しているときも駆動回路や第二の直流電源回路の消費電力を低減することで、低消費電力で炊飯できる炊飯器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに接続し、前記加熱コイルを導通、遮断する半導体スイッチング素子を有するインバータ回路と、交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路と、前記半導体スイッチング素子のゲート端子をオンオフする駆動回路と、前記駆動回路を介して前記半導体スイッチング素子をオンオフ制御する制御部と、
前記交流電源を直流電源に変換する第一の直流電源回路と、前記第一の直流電源回路より電源電圧を供給され、前記第一の直流電源回路の出力電圧より低い電圧にする第二の直流
電源回路を有し、
前記制御部は前記第二の直流電源回路より電源電圧を供給され、
前記第一の直流電源回路は複数の出力電圧を有し、前記駆動回路は前記制御部の制御信号に応じて前記第一の直流電源回路より所定の出力電圧を供給され、前記制御部は前記半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間以上のときは、前記第一の直流電源回路の出力電圧を、前記半導体スイッチング素子の前記半導体スイッチング素子のゲート端子の最大定格電圧より低い第一の電圧設定値にし、前記半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間より短いときは第一の直流電源回路の出力電圧を第一の電圧設定値より低い第二の電圧設定値に設定するものである。

これによって、半導体スイッチング素子のオン時間が短いときは、第二の電圧設定値になっているため、例えば半導体スイッチング素子の一例であるＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間の飽和電圧は第一の電圧設定値のときよりも高くなるが、オン時間が短いためコレクタ電流自体が低いため、ＩＧＢＴの定常損失の上昇もわずかである。むしろ、起動時のターンオン時のコレクタ電流を低減し、ターンオン損失の低減や、ＩＧＢＴなど半導体スイッチング素子の最大電流定格内でコレクタ電流を流すことができる。駆動回路への電源電圧も低くなり、消費電力も低減できる。あわせて第二の直流電源回路の消費電力も低減できる。

また、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）のオン時間が長いときは、加熱コイルに流れる電流も増え、半導体スイッチング素子のコレクタ電流も大きくなる。しかし、第一の直流電源回路の出力電圧が第一の電圧設定値になっているため、駆動回路を介してＩＧＢＴのゲート端子に入力されるゲート電圧が高くなるので、ＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間の飽和電圧は第二の電圧設定値のときよりも低くなり、ＩＧＢＴの定常損失を低減できる。また、ＩＧＢＴのオン時間が長いときは、ターンオン時の電圧が殆ど零電圧であり、ターンオン損失は殆ど発生しない。

つまり、半導体スイッチング素子の損失は大きくターンオン損失、定常損失、ターンオフ損失に分類されるが、半導体スイッチング素子のオン時間の長さに応じて、これら三つの損失の比率が変化する。従って半導体スイッチング素子のオン時間の長さに応じて、駆動回路と第二の直流電源回路に電源供給する第一の直流電源回路の出力電圧の電圧設定値を設定することで鍋を誘導加熱しているときも駆動回路と第二の直流電源回路の消費電力を低減することができる。

本発明の炊飯器は、半導体スイッチング素子のオン時間の長さに応じて、第一の直流電源回路の出力電圧を切り替えて、半導体スイッチング素子を駆動するための駆動回路と制御部を動作させる第二の直流電源回路の消費電力を低減することができるので、鍋を誘導加熱しているときも消費電力を低減できる。

本発明の実施の形態１における炊飯器の主要部ブロック図本発明の実施の形態１における炊飯器の要部断面構成図本発明の実施の形態１における第一の直流電源回路の主要部ブロック図本発明の実施の形態１における炊飯器の半導体スイッチング素子のオン時間と半導体スイッチング素子に流れるコレクタ電流の関係を示したグラフ本発明の実施の形態１における炊飯器の半導体スイッチング素子を構成するＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧とコレクタ電流の関係を示したグラフ本発明の実施の形態１における（ａ）は交流電源の両端電圧波形図（ｂ）は零電圧同期信号出力回路の出力パルス波形図（ｃ）はオン時間設定部が設定するオン時間波形図（ｄ）は両端電圧検出回路の出力するアナログ電圧波形図（ｅ）はＩＧＢＴのコレクタ電圧（ＣＥ）端子の包絡線波形図（ｆ）は第一の直流電源回路の出力電圧波形図（ｇ）は第一の直流電源電圧設定部の出力制御信号波形図本発明の実施の形態１における（ａ）は温度検知部が検知した鍋底温度のタイムチャート（ｂ）はスイッチング手段のオン時間のタイムチャート本発明の実施の形態２における炊飯器の主要部ブロック図

第１の発明は鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに接続し、前記加熱コイルを導通、遮断する半導体スイッチング素子を有するインバータ回路と，交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路と、前記半導体スイッチング素子のゲート端子をオンオフする駆動回路と、前記駆動回路を介して前記半導体スイッチング素子をオンオフ制御する制御部と、
前記交流電源を直流電源に変換する第一の直流電源回路と、前記第一の直流電源回路より電源電圧を供給され、前記第一の直流電源回路の出力電圧より低い電圧にする第二の直流電源回路を有し、
前記制御部は前記第二の直流電源回路より電源電圧を供給され、
前記第一の直流電源回路は複数の出力電圧を有し、前記駆動回路は前記制御部の制御信号に応じて前記第一の直流電源回路より所定の出力電圧を供給され、前記制御部は前記半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間以上のときは、前記第一の直流電源回路の出力電圧を、前記半導体スイッチング素子の前記半導体スイッチング素子のゲート端子の最大定格電圧より低い第一の電圧設定値にし、前記半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間より短いときは第一の直流電源回路の出力電圧を第一の電圧設定値より低い第二の電圧設定値に設定することにより、
半導体スイッチング素子のオン時間が短いときは、ＩＧＢＴの定常損失の上昇はわずかであり、ターンオン損失の低減や、駆動回路や第二の直流電源回路の消費電力が低減でき、オン時間が長いときは、ＩＧＢＴの定常損失を低減でき、ターンオン損失は殆ど発生せず、従って半導体スイッチング素子のオン時間の長さに応じて、ターンオン損失、定常損失、ターンオフ損失の三つの損失の比率が変化し、駆動回路と第二の直流電源回路に電源供給する第一の直流電源回路の出力電圧の電圧設定値を設定することで鍋を誘導加熱しているときも駆動回路と第二の直流電源回路の消費電力を低減することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の炊飯器に、操作部と、前記操作部で設定された炊飯シーケンスまたは保温シーケンスに従って鍋を誘導加熱するための加熱シーケンスと、前記加熱シーケンスを停止している待機状態を制御部は判別し、前記制御部は前記待機状態と判別したときは第一の直流電源回路の出力電圧を第二の電圧設定値にすることにより、待機状態での駆動回路と第二の直流電源回路の消費電力を低減できる。

第３の発明は、特に、第２の発明の炊飯器に、第一の直流電源電圧の出力電圧を検出する電圧検出回路の検出電圧が第一の所定値より高いかどうかを判定する第一の判定値と前記第一の判定値よりも低い第二の所定値を判定する第二の判定値を有し、制御部は半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間より短いときに電圧検出回路の出力電圧が第二の判定値より低いと前記半導体スイッチング素子をオフし、前記半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間以上のときに前記電圧検出回路の検出電圧が前記第一の判定値より低いと前記半導体スイッチング素子をオフすることにより、半導体スイッチング素子のオン時間により駆動回路への電源電圧を最適にすることができ、半導体スイッチング素子の損失が過大になることを抑えることができるので、安全な誘導加熱式炊飯器を提供できる。

第４の発明は、特に、第１の発明の制御部を、半導体スイッチング素子のオン時間を所定時間より大きくするときは、第一の直流電源回路の出力電圧を第二の電圧設定値から第
一の電圧設定値に変更し、一定時間以上経過後に前記半導体スイッチング素子のオン時間を所定時間より大きくすることにより、第一の直流電源回路の電源電圧の変化量を考慮することができ、半導体スイッチング素子のオン時間を所定時間以上にするときに確実に駆動回路の電源電圧を第一の電圧設定値にできるので、半導体スイッチング素子のゲート端子への入力電圧が高くなり、半導体スイッチング素子（例えばＩＧＢＴ）のコレクタ−エミッタ間の飽和電圧を小さくできる。つまり、第一の電圧設定値より低い第二の電圧設定値で半導体スイッチング素子のゲート端子に電圧印加することを防止することができ、半導体スイッチング素子に大電流が流れるときに飽和電圧が高くて定常損失が増加することを防止することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の半導体スイッチング素子を冷却するための冷却ファンを有し、前記冷却ファンへの電力は第一の直流電源回路より供給され、前記冷却ファンのオンオフ制御は制御部で行われるとすることにより、半導体スイッチング素子のオン時間が短いときは、第一の直流電源回路の出力電圧を第二の電圧設定値にして低くしているので、冷却ファンの回転数または風量が減少する。しかし、半導体スイッチング素子の損失はオン時間が短く、半導体スイッチング素子の電流値も低いので半導体スイッチング素子の損失が小さいので、冷却ファンの回転数や風量を減少させても、十分に半導体スイッチング素子を冷却できる。従って、半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間より短いときは、第一の直流電源回路の出力電圧を第二の電圧設定値に低くできるので、駆動回路の消費電力と第二の直流電源回路の消費電力と冷却ファンの消費電力を低減することができる。

また、半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間以上のときは、第一の直流電源回路の出力電圧を第一の電圧設定値に高くできるので、半導体スイッチング素子に大電流が流れ損失が大きくなっても、冷却ファンの回転数が上がり風量も増えるので半導体スイッチング素子を十分に冷却できる。

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、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の主要部ブロック図を示すものである。

図１において、鍋１は、特に図示していないが、磁性金属や非磁性金属を複数用いた積層体で構成されている。

加熱コイル２は、特に図示していないが鍋１の底面の中央部に対向した第一の加熱コイルと、鍋１の底面のコーナー部に対向した第二の加熱コイルで構成される。この第一の加熱コイルと第二の加熱コイルは電気的に直列接続している。第一の加熱コイルは渦巻き状の形状をしており、鍋１の底面中央部に一定の距離で配置される。第二の加熱コイルは第一の加熱コイルの同心円状の外側に配置され、鍋１の底面のコーナー部に一定の距離をおいて配置されている。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されており、高周波電流が流れた時の電流分布を均一にしている。

インバータ回路３は、コンデンサ４と半導体スイッチング素子５とダイオード６で構成されている。インバータ回路３は、半導体スイッチング素子５をオンオフして、後述する加熱コイル２とコンデンサ３で構成される共振回路の加熱コイル２に高周波電力を供給し、鍋１を誘導加熱する。

コンデンサ４は、図１に示すように加熱コイル２に並列接続している。本実施例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。

半導体スイッチング素子５は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体素子で構成されている。ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴは耐圧が高く、高周波のスイッチングが可能で、ゲート端子に電圧を印加することで大電流を流すことができるので、パワートランジスタに比べ省電力で大電流を流すことができるという利点がある。なお、本実施例では、この半導体素子にＩＧＢＴを使用している。

ダイオード６は、半導体スイッチング素子５の電流方向とは逆方向に電流が流れるように並列接続されている。

一般的にこのようなインバータ回路の構成は、加熱コイル２とコンデンサ３で並列共振回路を構成しているため、１石電圧共振形インバータといわれている。

交流電源７は、炊飯器に電力を供給するもので、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。

整流回路８は、ダイオードブリッジ９、コイル１０、コンデンサ１１で構成されている。ここで、コンデンサ１１の容量は数μＦと小さく、加熱コイル２に電流を流すとリプルが生じる。本実施例では、このリプル電圧波形は交流電源７を全波整流した時の電圧波形と同じとなる。

制御部１２は、マイクロコンピュータ１３、同期信号発生回路１４、両端電圧検出回路１５により構成されており、駆動回路１１を介して半導体スイッチング素子５をオンオフ制御する。

駆動回路１１は、特に図示しないがＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタで構成されたプッシュプル回路で構成され、マイクロコンピュータ１３からの出力がハイの間、半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴのゲート端子に電圧を印加し、ＩＧＢＴをオンし、ロー出力している間はＩＧＢＴのゲート端子の電圧を０Ｖにして、ＩＧＢＴをオフにする。なお、これは一例でプッシュプル回路を構成する部品はＭＯＳＦＥＴなどで構成しても構わない。駆動回路１１の動作については、後に詳述する。

両端電圧検出回路１５は、半導体スイッチング素子５の両端電圧を検出する回路で、（ＣＥ）端子を複数の抵抗により所定の分圧比で分圧した抵抗分圧回路と、この抵抗分圧回路の出力電圧をピークホールドするためのエミッタフォロア回路で構成され、アナログ電圧をマイクロコンピュータ１３のＡＤ変換ポートに出力する。

同期信号発生回路１４は、コンパレータや抵抗分圧回路などで構成され、（Ｃ２）端子を所定の比率で抵抗分圧した電圧と、（ＣＥ）端子を所定の比率で抵抗分圧した電圧をコンパレータによって比較し、（Ｃ２）端子の分圧電圧の方が高いときにハイ信号をマイクロコンピュータ１３に出力し、（Ｃ２）端子の分圧電圧の方が低いときにロー信号をマイクロコンピュータ１３に出力する。

マイクロコンピュータ１３は、多数のカウンタ機能やタイマー機能やメモリ機能を利用して、オン時間設定部１７、パルス発生部１８、両端電圧設定値１９、第一の直流電源電圧設定部２０などを構成している。

パルス発生部１８は、同期信号発生回路１４の同期信号を検知すると、設定されたオン
時間のハイパルスを駆動回路１１に出力する。本実施の形態では、マイクロコンピュータ１３は８ＭＨｚ発振子と３２．７２８ｋＨｚ発振子で動作する。従って、マイクロコンピュータ１３で構成されるパルス発生部１８のハイパルス幅の最小設定単位は、８ＭＨｚ発振子で設定される最小周期である０．１２５μｓ単位で制御される。つまり、オン時間設定部１７が出力データ（８ｂｉｔ）を１ｄｉｇｉｔ変更すると、パルス発生部１８のハイパルス幅が０．１２５μｓ変化するようになっている。マイクロコンピュータ１３はそのほかにも炊飯工程を制御する炊飯工程制御機能などを構成している。

両端電圧設定値１９は、マイクロコンピュータ１３のメモリを利用して、後述する加熱シーケンスごとに複数の値が記憶されており、半導体スイッチング素子５の両端電圧設定値１９を予めＲＯＭによって記憶している。

オン時間設定部１７は両端電圧検出回路１５の出力値と両端電圧設定値１９を比較してオン時間を設定する。オン時間設定部１７は最小オン時間Ｔｏｎ１と最大オン時間Ｔｏｎ４の範囲内でオン時間を設定する。なお、本実施の形態では、インバータ回路３起動時は、Ｔｏｎ１からスタートし徐々にオン時間を長くしていく。

第一の直流電源電圧設定部２０は、第一の直流電源回路２１が出力する電圧を設定するために第一の電圧設定値２２と第二の電圧設定値２３を記憶しており、オン時間設定部１７の設定したオン時間に基づいて、第一の直流電源回路２１の出力電圧の設定値を判定し、制御する。本実施の形態では、オン時間Ｔｏｎｓ以上のオン時間のときは第一の電圧設定値２２を設定し、オン時間Ｔｏｎｓより小さいときは第一の電圧設定値より低い第二の電圧設定値２３を設定するようにしている。

第一の直流電源回路２１は、特に図示しないが、スイッチング電源で構成され、交流電源７を半波整流した電圧を、マイクロコンピュータ１３で構成された第一の直流電源電圧設定部２０の設定した出力電圧になるように直流電源に変換している。交流電源７入力直後は、半導体スイッチング素子５を駆動しないので、第一の直流電源電圧設定部２０は第二の電圧設定値２３を設定値として第一の直流電源回路２１に出力し、第一の直流電源回路２１は出力電圧が１０Ｖになるように制御する。

なお、本実施の形態では、半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴのゲート端子の遮断電圧のバラつき保証値は６Ｖである。つまり、ゲート端子に６Ｖ以上の電圧をオンすればＩＧＢＴのエミッタ−コレクタ間がオンする。１０Ｖにしているのは、この遮断電圧がバラついても十分にＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧がオンするからである。つまり第二の電圧設定値２３は、第一の直流電源回路２１の出力電圧をゲート端子の遮断電圧より高くなるよう設定することが重要である。

また、第一の直流電源回路２１は、冷却ファン２４を駆動するための電源も供給している。本実施の形態では、特に図示していないが、ファン駆動回路としてトランジスタやＭＯＳＦＥＴをマイクロコンピュータ１３でオンオフ制御することで、冷却ファン２４を駆動したり停止したりすることができる。

ここで、上記で簡単に説明した駆動回路１１の動作について、もう少し詳しく説明する。駆動回路１１は、マイクロコンピュータ１３が構成するパルス発生部１８の出力がハイの間、第一の直流電源回路２１の電源電圧を利用して、半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴのゲート端子に電圧を印加し、ＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間をオンし、パルス発生部２０がロー出力している間はＩＧＢＴのゲート端子の電圧を０Ｖにして、ＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間をオフにする。なお、これは一例でプッシュプル回路を構成する部品はＭＯＳＦＥＴなどで構成しても構わない。また、駆動回路１１が利用する第
一の直流電源回路２１の出力電圧は、前述したようにオン時間設定部１７の設定したオン時間に基づいて、第一の直流電源回路２１の出力電圧値から第一の直流電源電圧設定部２０が設定した電圧となる。

第二の直流電源回路２５は、ＮＰＮトランジスタ２６と定電圧ダイオード２７と抵抗２８とコンデンサ２９からなるエミッタフォロア回路で構成されており、第一の直流電源回路２１を約５Ｖに降圧している。第二の直流電源回路２５は、マイクロコンピュータ１３や零電圧同期信号出力回路３０などの電源となっている。

零電圧同期信号出力回路３０は、特に図示していないが、交流電源７の（ｕ）極が抵抗を介してトランジスタのベース端子に接続している。このトランジスタのコレクタ端子は第二の直流電源回路２５と、抵抗を介して接続しており、（ｕ）極の電位がもう一方の極より高いときにローを、低いときにハイをマイクロコンピュータ１４に出力する。マイクロコンピュータ１３はこの出力信号に同期して、両端電圧検出回路１５の電圧を入力し、両端電圧設定値１９と比較して、オン時間設定部１７でオン時間の設定を行う。第一の直流電源電圧設定部２０は、設定されたオン時間に基づいて第一の直流電源回路２１の出力電圧を第一の電圧設定値２２または第二の電圧設定値２３に設定する。またマイクロコンピュータ１３は零電圧同期信号出力回路３０の出力信号に同期して、現在時刻の表示や、炊飯制御に関する処理などを開始する。

操作部３１は、複数のモーメンタリスイッチで構成されている。各スイッチが使用者により押されると、マイクロコンピュータ１３はスイッチが押されたことを検出し、各スイッチに応じて、所定の炊飯動作や保温動作をおこなう。

表示部３２は、ＬＣＤと、赤、緑、橙などの複数のＬＥＤで構成されている。マイクロコンピュータ１３は、炊飯中や保温中などの炊飯器の状態に応じて、ＬＣＤの表示内容や点灯するＬＥＤを設定している。ＬＣＤの表示内容としては、現在時刻の表示や、炊飯終了までの時間の表示、保温経過時間の表示などがある。

図２は、本発明の第１の実施の形態の炊飯器の要部断面構成図である。図面を簡潔にするために、電気的接続のためのリード線や、部品を固定するためのネジは省略している。

図２において、炊飯器のボディ（本体）４１には、その上面を覆う蓋４２が開閉自在に設置されている。ボディ４１の収納部４３は、その底部と側面部に加熱コイル２を配設し、加熱コイル２の外周側に放射状にフェライトコア４４を配設する。加熱コイル２は鍋１の底部の中心の略真下に中心を有する巻き線である。

鍋１は、ステンレス、鉄、銅などの磁性体によって形成される。鍋１は、上端開口部に外側にせり出したフランジ４５を有し、フランジ４５を収納部４３の上端から浮き上がった状態で載置することにより、収納部４３に着脱自在に収納される。従って、鍋１は収納時に、収納部４３との間に隙間を有する。

鍋１の温度を検出する温度検出部５１はサーミスタで構成され、鍋１の底部の略中心に配置されている。サーミスタは温度で抵抗値が変わるので、このサーミスタと所定の抵抗値を有する抵抗で分圧回路を構成し、所定の電圧をこの分圧回路の両端に供給することで、サーミスタの抵抗値をアナログ電圧に変換できる。図１に示したマイクロコンピュータ１３は、内蔵されたＡＤ変換器を用いてこのアナログ電圧から温度を推定する。

蓋４２は、蓋加熱板４６、蓋加熱ヒータ４７、第一の回路基板４８を備えている。蓋加熱板４６はステンレスなどの金属で形成され、蓋４２に着脱自在に設定されている。

蓋加熱ヒータ４７は蓋４２に内蔵され、蓋加熱板４６を加熱する。なお、蓋加熱ヒータ４７は図１には特に図示していない。

第一の回路基板４８は、スイッチ、ＬＣＤ、マイクロコンピュータ１３などで構成されている。

炊飯器のボディ（本体）４１には、また、第二の回路基板４９、巻き取り式の電源コード収納部５０、冷却ファン２４が配されている。

第二の回路基板４９は、特に図示しないが、半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴ、コンデンサ４，ダイオードブリッジ９、チョークコイル１０、コンデンサ１１などが搭載されている。

巻き取り式の電源コード収納部５０はストッパーとばねを用いて電源コードを巻き取ることを可能にしている。電源コードは、交流電源７に接続して、炊飯器に電源を供給する。電源コード収納部５０は、第二の回路基板４９にリード線を介して電気的に接続している。

冷却ファン２４は、第二の回路基板４９、特に半導体スイッチング素子５からの発熱を排熱・空冷するもので、ＤＣブラシレスモータの回転子にファンを取り付けたファンモータで構成されている。冷却ファン２４は図１に示したように、第一の直流電源回路２１より電源供給され、マイクロコンピュータ１３でオンオフ制御される。

第一の回路基板４８と第二の回路基板４９は、特に図示しないが、リード線で電気的に接続しており、マイクロコンピュータ１３内部に構成されたオン時間設定部１７、パルス発生部１８により、半導体スイッチング素子５をオンオフ制御し、加熱コイル２に高周波電流を供給する。加熱コイル２は高周波電流が流れると交番磁界を発生させ、この交番磁界により鍋１に渦電流が流れ，鍋１が発熱する。

以上のように，本実施例の炊飯器は、鍋１を誘導加熱し、鍋１内の調理物を加熱調理する。ここで調理物は、炊飯前の米と水又は炊き上がったご飯等である。

図３は、本発明の第１の実施の形態の第一の直流電源回路の主要部ブロック図を示している。

図３において、第一の直流電源回路２１は、半波整流平滑回路６１とスイッチング電源６４から構成され、更にスイッチング電源６４は、パワー半導体内蔵制御回路６５、コイル６６、平滑用のコンデンサ６７、出力電圧検出回路６８とから構成される。

半波整流平滑回路６１は、ダイオード６２とコンデンサ６３を用いて交流電源７を半波整流平滑し、約１４１Ｖの直流電圧に変換している。ただし、これは一例でダイオードブリッジを用いて交流電源７を全波整流平滑してもかまわない。

スイッチング電源６４は半端整流平滑回路６１から電源供給を受けて、約７Ｖから約２０Ｖの範囲の直流電圧を出力する。スイッチング電源６４は、図示していないＭＯＳＦＥＴなどのパワー半導体素子と、このパワー半導体素子を所定の電流値の範囲内でオンオフ制御する制御回路で構成されたパワー半導体内蔵制御回路６５と、コイル６６と、平滑用のコンデンサ６７と、コンデンサ６７の電圧が所定の設定値になるようにパワー半導体内蔵制御回路６５をフィードバック制御するため出力電圧検出回路６８で構成されている。

パワー半導体内蔵制御回路６５は内蔵されたＭＯＳＦＥＴを所定の電流値の範囲内でオンオフ制御することにより、コイル６６を介してコンデンサ６７を充電している。

出力電圧検出回路６８は、図示していないフォトカプラと約２０Ｖのツェナーダイオードと約１０Ｖのツェナーダイオードで構成され、この二つのツェナーダイオードを切り替えることでフィードバック制御する出力電圧を切り替えている。たとえば、約２０Ｖの出力電圧を設定するときはフォトカプラとツェナーダイオードを直列接続する。コンデンサ６７の電圧が２０Ｖを超えてくると２０Ｖ用のツェナーダイオードが通電しフォトカプラがオンしてパワー半導体内蔵制御回路６５に出力電圧が２０Ｖを超えたことを送信する。パワー半導体内蔵制御回路６５はこの信号を受けると、内蔵されたＭＯＳＦＥＴのスイッチング動作をオフし、コンデンサ６７への電力供給が停止し、電圧降下し、２０Ｖより低くなると２０Ｖ用のツェナーダイオードは通電しなくなりフォトカプラがオフしてパワー半導体内蔵制御回路６５に出力電圧が２０Ｖより低くなったこと送信する。パワー半導体内蔵制御回路９はこの信号を受けると、内蔵されたＭＯＳＦＥＴのスイッチング動作を開始しコイル６６を介してコンデンサ６７を充電する。１０Ｖの出力電圧に設定する場合は、フォトカプラと１０Ｖ用のツェナーダイオードを直列接続することで同様の動作をすることができる。なお、本実施の形態の出力電圧検出回路６８は、請求項３に示している電圧検出回路とはことなるものである。この電圧検出回路については、後述する。

つまり、本実施の形態では、半波整流平滑回路６１の出力電圧約１４１Ｖをスイッチング電源６４が約１０Ｖまたは約２０Ｖの直流電圧に降圧している。

制御部１２は、マイクロコンピュータ１３と、出力電圧検出回路６８の検出電圧を切り替えるためのトランジスタ６９を有している。

トランジスタ６９は、マイクロコンピュータ１３で構成した直流電源電圧設定部２０の設定した電圧設定値に従い、オンオフすることで第一の直流電源電圧回路２１の出力電圧を切り替える。

第二の直流電源回路２５は図１と同様であり、ここでの説明は省略する。

本実施の形態の誘導加熱式炊飯器のマイクロコンピュータ１３は、トランジスタ６９にハイまたはローを出力して、第一の直流電源回路２１を構成する出力電圧検出回路６８の検知電圧の設定値を切り替える。本実施の形態では、マイクロコンピュータ１３は第一の直流電源回路２１の出力電圧を約２０Ｖに設定するときにはトランジスタ６９にロー信号を出力し、第一の直流電源回路２１の出力電圧を約１０Ｖに設定するときにはトランジスタ６８にハイ信号を出力する。

図４は、本発明の第１の実施の形態の炊飯器の半導体スイッチング素子５のオン時間と半導体スイッチング素子５に流れるコレクタ電流の関係を示したグラフである。

図４に示すように、オン時間が長くなるほどコレクタ電流が大きくなる。つまり、Ｔｏｎ１のようにオン時間が短いときは半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴのゲート端子の電圧を低くしてコレクタ−エミッタ間電圧が上がってもスイッチング損失はそれほど大きくならない。なお第一の直流電源回路の出力電圧を切り替えるオン時間ＴｏｎｓはＴｏｎ１とＴｏｎ２の間に設定されている。

図５は、本発明の第１の実施の形態の炊飯器の半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧とコレクタ電流の関係を示したグラフで、（ａ）はＩ
ＧＢＴのゲート端子電圧が１０Ｖ、（ｂ）はＩＧＢＴのゲート端子電圧が１５Ｖ、（ｃ）はＩＧＢＴのゲート端子電圧が２０Ｖのときのグラフである。

図５に示すように、ゲート端子電圧によってコレクタ−エミッタ間電圧とコレクタ電流は変動する。図４に示すようにオン時間が長くなるほどコレクタ電流が大きくなることを考慮すると、Ｔｏｎ１のようにオン時間が短いときはコレクタ電流自体が低いため、半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴのゲート端子の電圧を低くしてコレクタ−エミッタ間電圧が上がっても、スイッチング損失はそれほど大きくならないと判断できる。

図６は、本発明の第１の実施の形態の誘導加熱式炊飯器の炊飯器の主要部の動作波形を示している。

図６において、（ａ）は交流電源７の両端電圧波形を示している。（ｂ）は零電圧同期信号出力回路３０がマイクロコンピュータ１３に出力するパルス波形を示している。（ｃ）はオン時間設定部１７が設定するオン時間を示している。（ｄ）は両端電圧検出回路１５がマイクロコンピュータ１３に出力するアナログ電圧波形を示している。（ｅ）は半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧（ＣＥ）端子の包絡線波形を示している。（ｆ）は第一の直流電源回路２１の出力電圧波形を示している。（ｇ）は図３の第一の直流電源電圧設定部２０がトランジスタ６９を介して出力電圧検出回路６８に出力する制御信号を示している。図６（ｇ）においては、Ｈｉのときに第二の電圧設定値２３を出力するように制御信号を出力し、Ｌｏのときに第一の電圧設定値２２を出力するように制御信号を出力する。即ち、オン時間設定部１７のオン時間がＴｏｎｓ以上のときは第一の電圧設定値２２を設定するためにＬｏ出力し、オン時間Ｔｏｎｓより小さいときは第一の電圧設定値より低い第二の電圧設定値２３を設定するためにＨｉ出力となるようにしている。

図６について、図１、図３を用いて説明する。

零電圧同期信号出力回路３０の出力信号のロー信号からハイ信号へのエッジから所定時間後に、オン時間設定部１７が両端電圧検出回路１５と両端電圧設定値１９を比較し、オン時間を更新していく。より詳細には、零電圧同期信号出力回路３０の出力信号のロー信号からハイ信号へのエッジ（ｔ＝Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、…）から所定時間後（ｔ＝Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７、…）に、両端電圧検出回路１５の出力電圧を読み込み、オン時間設定部１７が両端電圧検出回路１５の出力電圧と両端電圧設定値１９を比較し、オン時間設定値を変更する。次のタイミング（ｔ＝Ｔ４、Ｔ６、…）で零電圧同期信号出力回路３０の出力信号がローからハイに切り替わると、オン時間を変更値に更新していく。

例えば、図６の時間Ｔ２において、図６（ｂ）の零電圧同期信号出力回路３０の出力信号がローからハイに切り替わるエッジをマイクロコンピュータ１３が検出すると、このエッジをトリガとして、マイクロコンピュータ１３内のカウンタがマイクロコンピュータ１３に接続した発振子の周期を利用して、時間を計測する。この計測した時間が所定時間経過したときのタイミングＴ３で、図６（ｄ）の両端電圧検出回路１５の出力電圧をマイクロコンピュータ１３のＡＤ変換器を利用して読み込む。

オン時間設定部１７は、両端電圧検出回路１５の検出電圧と両端電圧設定値１９を比較し、この検出電圧が両端電圧設定値１９より低ければ、オン時間を長く変更する。しかし、この変更値は次の、零電圧同期信号出力回路３０の出力信号がローからハイに切り替わるエッジＴ４のタイミングに達するまでは使用されない。

本実施の形態の誘導加熱式炊飯器では、半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ
１からオン時間を少しずつ長くしながら目標のオン時間（Ｔｏｎ２やＴｏｎ３）になるように制御している。

まず、時間Ｔ０では半導体スイッチング素子５のオン時間はＴｏｎ１になるようにオン時間設定部１７が設定している。第一の直流電源電圧設定部２０は、半導体スイッチング素子５のオン時間Ｔｏｎ１が所定値Ｔｏｎｓより短いので図６（ｇ）に示すように、出力電圧検出回路６８にトランジスタ６９を介してハイ信号を出力する。出力電圧検出回路６８は、この信号に基づいて検出電圧を１０Ｖにし、第一の直流電源回路２１の出力電圧が１０Ｖになるように制御される。

次に、時間Ｔ１ではオン時間設定部１７が両端電圧設定値１９と両端電圧検出回路１５の出力電圧を比較して、半導体スイッチング素子５のオン時間がＴｏｎｓに設定される。第一の直流電源電圧設定部２０は設定されたオン時間がＴｏｎｓであると判定し、第二の電圧設定値２３から第一の電圧設定値２２に変更する。ただし、この変更はオン時間の変更タイミングと同様に零電圧同期信号出力回路３０の出力信号がローからハイに切り替わるエッジＴ２のタイミングに達するまでは使用されない。

時間Ｔ２において、図６（ｂ）の零電圧同期信号出力回路３０の出力信号がローからハイに切り替わると、ほぼ同期して、図６（ｃ）のオン時間設定部１７が変更したオン時間がＴｏｎｓに更新され、パルス発生部１８よりハイ信号を出力する。次に、第一の直流電源回路２１の出力電圧が２０Ｖになるように、マイクロコンピュータ１３がトランジスタ６９を介して出力電圧検出回路６８にロー信号を出力し、検出電圧が２０Ｖになるように設定する。また、マイクロコンピュータ１３は両端電圧検出回路１５の出力電圧を読み込むタイミングを計測し始める。

所定時間が経過したタイミングＴ３において、Ｔ１の時と同様に、両端電圧検出回路１５の出力電圧をマイクロコンピュータ１３のＡＤ変換器を利用して読み込み、オン時間設定部１７が、両端電圧検出回路１５の出力電圧と両端電圧設定値１９を比較し、図６（ｄ）に示すように出力電圧が両端電圧設定値１９より低いので、オン時間の設定値を長く変更する。図６においては、このときオン時間はＴｏｎｓとＴｏｎ２の間に達する。第一の直流電源電圧設定部２０は、オン時間設定部１７の設定したオン時間がＴｏｎｓより大きいことを判定し、第一の電圧設定値２２の設定を保持する。しかし、この変更したオン時間は、次のＴ４のタイミングに達するまでは更新されない。

また、本実施の形態では、第一の直流電源回路２１の出力電圧は徐々に上昇し、図６（ｆ）に示すようにＴ３時点で２０Ｖに達する。

時間Ｔ４において、時間Ｔ２の時と同様に、図６（ｂ）の零電圧同期信号出力回路３０の出力信号がローからハイに切り替わると、ほぼ同期して、図６（ｃ）のオン時間設定部１７が変更したオン時間が更新され、マイクロコンピュータ１３は両端電圧検出回路１５の出力電圧を読み込むタイミングを計測し始める。

時間Ｔ５では、半導体スイッチング素子５のオン時間が更新される。時間Ｔ１の時と同様に、両端電圧検出回路１５の出力電圧をマイクロコンピュータ１３のＡＤ変換器を利用して読み込み、オン時間設定部１７が、両端電圧検出回路１５の出力電圧と両端電圧設定値１９を比較し、図６（ｄ）に示すように出力電圧が両端電圧設定値１９より低いので、オン時間の設定値を長く変更する。図６においては、このときオン時間はＴｏｎ２に達する。第一の直流電源電圧設定部２０は、オン時間設定部１７の設定したオン時間がＴｏｎｓより大きいことを判定し、第一の電圧設定値２２の設定を保持する。しかし、この変更したオン時間は、次のＴ６のタイミングに達するまでは更新されない。

本実施の形態においては、Ｔ６からＴ７の期間に図６（ａ）の交流電源７の電源電圧が変動し、半導体スイッチング素子５の両端電圧が上昇し、タイミングＴ７においては、図６（ｄ）に示すように両端電圧検出回路１５の出力電圧が両端電圧設定値１９を超えているため、オン時間設定部１７がオン時間設定値を短く変更する。しかし、この変更値は、次のＴ８のタイミングになるまで更新されない。第一の直流電源電圧設定部２０は、この変更したオン時間がＴｏｎｓより大きいと判定し、第一の電圧設定値２２を保持する。

時間Ｔ８に達すると、半導体スイッチング素子５のオン時間はＴｏｎ２より短い時間に更新され、半導体スイッチング素子５の両端電圧は図６（ｄ）に示すように両端電圧設定値１９より低い値となる。

なお、本実施の形態の炊飯器では、オン時間設定部１７の８ｂｉｔ出力が変化すると、パルス発生部１８のハイパルス期間が変化する。

図７は、本発明の第１の実施の形態の炊飯器の温度検知部のタイムチャートと半導体スイッチング素子５のオン時間のタイムチャートを示している。（ａ）は温度検知部が検知した鍋底温度のタイムチャートを示している。（ｂ）は半導体スイッチング素子５のオン時間のタイムチャートを示している。

図７（ｂ）の半導体スイッチング素子５のオン時間のタイムチャートは、縦軸で半導体スイッチング素子５のオン時間を示し、横軸に、このオン時間で半導体スイッチング素子５をオンオフし加熱コイルに高周波電流を流す期間を示している。

図１から図７を用いて、本実施の形態の炊飯器の動作を説明する。

図７のＳ０において、図２に示した炊飯器の蓋内に配置された第一の回路基板４８に実装された複数のモーメンタリスイッチ（操作部３１）のうち、炊飯スタートを意味するモーメンタリスイッチを押すと、図１に示したマイクロコンピュータ１３が入力操作部３１の信号を検知し、炊飯シーケンスを開始する。Ｓ０以前の状態は炊飯器が待機している状態であり、第一の直流電源回路２１の出力電圧は第二の電圧設定値２３（約１０Ｖ）に設定されている。

炊飯シーケンスは複数のサブシーケンスから構成されている。本実施の形態では、前炊き行程、炊飯量判定行程、沸騰維持行程、追い炊き行程で構成されている。

Ｓ０からＳ２までの期間は前炊き行程に該当する。前炊き行程では、Ｓ０からＳ１の期間にお米に水が吸収されやすい温度まで、半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ２にして、加熱コイル２に高周波電流を供給する。このとき、半導体スイッチング素子５のオン時間はＴｏｎ１を初期値にして、徐々にオン時間を大きくし、最終的にＴｏｎ２に達する。加熱コイル２は特に図示していないがＴｏｎ２の場合は約４０ｋＨｚで動作する。加熱コイル２が４０ｋＨｚで動作する導通比は１０秒／１６秒である。

Ｓ１で図２に示した温度検出部５１が６０度を検知すると、マイクロコンピュータ１３は予めプログラムされた内容に従って、半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ２にして、加熱コイルが４０ｋＨｚで動作する導通比を可変にし、約６０度の温度を、Ｓ２までの期間、維持するように制御する。

Ｓ２からＳ３までの期間は炊飯量判定行程に該当する。炊飯量判定行程では、半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ３にして、加熱コイル２に高周波電流を供給する。
オン時間が長いので加熱コイルに供給される電流も増加し、誘導加熱量も大きくなる。つまり、鍋１の温度も急激に上昇する。本実施の形態では、半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ３にして加熱コイル２の駆動を開始してから、温度検出部５１が１００度を検知するまでの経過時間（Ｓ２からＳ３までの時間）から、マイクロコンピュータ１３が炊飯量を判定し、その後の沸騰維持行程における加熱コイル２の導通比、追い炊き行程における加熱コイル２駆動の導通比を設定する。

Ｓ３からＳ４までの期間は沸騰維持行程に該当する。沸騰維持行程では、マイクロコンピュータ１３は半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ２に設定し、１０秒／１６秒の導通比で加熱コイル２を駆動する。加熱コイル２を駆動して鍋１を誘導加熱し続けると、鍋１内に残っていた水も蒸発し、鍋１の温度は１００度を超え、Ｓ４では１３０度に達する。温度検出部５１が１３０度を検知すると、マイクロコンピュータ１３は半導体スイッチング素子５をオフして、加熱コイル２の駆動を停止するとともに沸騰維持行程を終了し、追い炊き行程に移行する。

Ｓ４からＳ５までの期間は追い炊き行程に該当する。追い炊き行程では、マイクロコンピュータ１３は半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ２に設定し、２秒／１６秒の導通比で加熱コイル２を高周波スイッチングする。マイクロコンピュータ１３はＳ４からの経過時間を計時し、Ｓ５に達すると炊飯シーケンスを終了し、炊飯終了をブザー報知するとともに表示部３２を構成する炊飯中の意味を示すＬＥＤを消灯することで炊飯が終了したことを表示する。

同時にＳ５においてマイクロコンピュータ１３は保温シーケンスを開始し、温度検出部５１の温度が所定の温度より低くなるまで半導体スイッチング素子５をオフし、所定の温度より低くなったところで、再び半導体スイッチング素子５をオンオフし鍋１を誘導加熱し、この温度を維持するようにする。

以上のように、図７においては、半導体スイッチング素子５のオン時間がＴｏｎ２、Ｔｏｎ３と複数設定されている。

また、図７に示すように、半導体スイッチング素子５をオンオフ制御して加熱コイル２に高周波電流を流すときは、図６（ｃ）のように半導体スイッチング素子５の起動時のオン時間をＴｏｎ１にして、徐々にオン時間を長くし、オン時間をＴｏｎ２やＴｏｎ３にする。

以上のように本実施の形態の誘導加熱式炊飯器では、半導体スイッチング素子５のオン時間の長さに応じて、半導体スイッチング素子５を駆動する駆動回路１１に電力供給する第一の直流電源回路２１の電源電圧を切り替えるので、半導体スイッチング素子５のオン時間が短く、通電電流が小さいときは第一の直流電源回路２１の出力電圧を低くして、駆動回路２１の消費電力と第二の直流電源回路２５の消費電力を低くできる。冷却ファン２４の電源電圧も第一の直流電源回路２１より供給されているため、冷却ファン２４の回転数や風量は低下するが、通電電流が小さく半導体スイッチング素子５の損失も小さくなるので十分に冷却でき、冷却ファンの駆動電流も小さくできる。従って、シーケンス中も炊飯器の消費電力を低減することができる。

また、本実施の形態の誘導加熱式炊飯器では、第一の直流電源回路２１の出力電圧の設定値が第二の電圧設定値から第一の電圧設定値に上昇するまでの期間をＴ２からＴ３までの期間（約１２ｍｓ）としたが、図３の第一の直流電源回路を構成するパワー半導体内蔵回路６５やコイル６６、コンデンサ６７の定数によっては、この立ち上がり時間は変化する。そのことを考慮して、Ｔｏｎｓからオン時間を長くするまでの一定時間を１００ｍｓ
程度にしても構わない。

（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施の形態における炊飯器の主要部ブロック図である。

図８において、電圧検出回路８１は抵抗分圧回路で構成され、アナログ電圧を出力する。このとき、第一の直流電源回路２１の出力電圧が２０Ｖのとき４Ｖを超えないように抵抗分圧回路の分圧比を設定している。

制御部８２は、マイクロコンピュータ８３、同期信号発生回路１４、両端電圧検出回路１５などで構成されている。

マイクロコンピュータ８３は、オン時間設定部１７、パルス発生部１８、両端電圧設定値１９、第一の直流電源電圧設定部２０、第一の直流電源電圧判定部８４をカウンタやメモリなどで構成している。

第一の直流電源電圧判定部８４にはマイクロコンピュータ８３のメモリを利用して、第一の判定値８５と第二の判定値８６を記憶している。

その他の構成は、本実施の形態１と同様であり、ここでの説明は省略する。

図８の誘導加熱式炊飯器の動作について説明する。

本発明の第１の実施の形態と同様に、オン時間設定部１７が設定したオン時間により第一の直流電源電圧設定部２０が第二の電圧設定値２３を設定すると、第一の直流電源電圧判定部８４が第二の判定値８６を判定値として設定する。本実施の形態の誘導加熱式炊飯器では、第二の判定値は第一の直流電源電圧２１の出力電圧が８Ｖ相当の値に設定されている。マイクロコンピュータ８３は電圧検出回路８１の出力電圧をＡＤ変換ポートに入力し、第二の判定値８６より低い値を検出すると、パルス発生部１８の出力パルスを停止し、半導体スイッチング素子５をオフする。

オン時間設定部１７が設定したオン時間が長くなり、Ｔｏｎｓを超えると第一の直流電源電圧設定部２０は第一の電圧設定値２２を設定する。第一の直流電源電圧判定部８４はその情報を検出し、第一の判定値８５を判定値として設定する。本実施の形態の誘導加熱式炊飯器では、第一の判定値８５は第一の直流電源電圧２１の出力電圧が１５Ｖ相当の値に設定されている。マイクロコンピュータ８３は電圧検出回路８１の出力電圧をＡＤ変換ポートに入力し、第一の判定値８５より低い値を検出すると、パルス発生部１８の出力パルスを停止し、半導体スイッチング素子５をオフする。

以上のように、半導体スイッチング素子のオン時間に応じて、第一の直流電源回路の出力電圧の下限値を決めることにより、半導体スイッチング素子のオン時間により駆動回路への電源電圧を最適にすることができ、半導体スイッチング素子の損失が過大になることを抑えることができるので、安全な誘導加熱式炊飯器を提供できる。

以上のように、本発明にかかる炊飯器は、半導体スイッチング素子をオフしている待機状態のみならず、炊飯シーケンスや保温シーケンス中も半導体スイッチング素子の損失を増やすことなく駆動回路の消費電力や制御部の電源となる第二の直流電源回路の消費電力を低減することができるので、他の調理機器等の用途にも適用できる。

１鍋
２加熱コイル
３インバータ回路
５半導体スイッチング素子
７交流電源
８整流回路
１１駆動回路
１２制御部
２１第一の直流電源回路
２２第一の電圧設定値
２３第二の電圧設定値
２４冷却ファン
２５第二の直流電源回路
８１電圧検出回路
８２制御部
８５第一の判定値
８６第二の判定値

Claims

鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに接続し、前記加熱コイルを導通、遮断する半導体スイッチング素子を有するインバータ回路と，交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路と、前記半導体スイッチング素子のゲート端子をオンオフする駆動回路と、前記駆動回路を介して前記半導体スイッチング素子をオンオフ制御する制御部と、
前記交流電源を直流電源に変換する第一の直流電源回路と、前記第一の直流電源回路より電源電圧を供給され、前記第一の直流電源回路の出力電圧より低い電圧にする第二の直流電源回路を有し、
前記制御部は前記第二の直流電源回路より電源電圧を供給され、
前記第一の直流電源回路は複数の出力電圧を有し、前記駆動回路は前記制御部の制御信号に応じて前記第一の直流電源回路より所定の出力電圧を供給され、前記制御部は前記半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間以上のときは、前記第一の直流電源回路の出力電圧を、前記半導体スイッチング素子の前記半導体スイッチング素子のゲート端子の最大定格電圧より低い第一の電圧設定値にし、前記半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間より短いときは第一の直流電源回路の出力電圧を第一の電圧設定値より低い第二の電圧設定値に設定する炊飯器。
操作部と、前記操作部で設定された炊飯シーケンスまたは保温シーケンスに従って鍋を誘導加熱するための加熱シーケンスと、前記加熱シーケンスを停止している待機状態を制御部は判別し、前記制御部は前記待機状態と判別したときは第一の直流電源回路の出力電圧を第二の電圧設定値にする請求項１に記載の炊飯器。
第一の直流電源電圧の出力電圧を検出する電圧検出回路の検出電圧が第一の所定値より高いかどうかを判定する第一の判定値と前記第一の判定値よりも低い第二の所定値を判定する第二の判定値を有し、制御部は半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間より短いときに電圧検出回路の出力電圧が第二の判定値より低いと前記半導体スイッチング素子をオフし、前記半導体スイッチング素子のオン時間が所定時間以上のときに前記電圧検出回路の検出電圧が前記第一の判定値より低いと前記半導体スイッチング素子をオフする請求項２に記載の炊飯器。
制御部は、半導体スイッチング素子のオン時間を所定時間より大きくするときは、第一の直流電源回路の出力電圧を第二の電圧設定値から第一の電圧設定値に変更し、一定時間以上経過後に前記半導体スイッチング素子のオン時間を所定時間より大きくする請求項１に記載の炊飯器。
半導体スイッチング素子を冷却するための冷却ファンを有し、前記冷却ファンへの電力は第一の直流電源回路より供給され、前記冷却ファンのオンオフ制御は制御部で行われる請求項１〜４のいずれか１項に記載の炊飯器。