JP2020092757A - rice cooker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炊飯器に係り、特に、電磁誘導加熱式の炊飯器の保守性向上に好適な炊飯器に関するものである。 The present invention relates to a rice cooker, and more particularly to a rice cooker suitable for improving the maintainability of an electromagnetic induction heating type rice cooker.
特許文献1には、スイッチング素子の温度を検知し、一定以上の温度を検知した場合は冷却状態が異常であると判断し、同検出の有る炊飯回数が所定数を超えた場合には炊飯器が異常で有る事を表示する炊飯器が記載されている。
特許文献1に示すものは、スイッチング素子の温度を検知して、一定以上の温度上昇を検知した場合は冷却状態が異常と判断している。しかし、スイッチング素子の温度上昇が正常時より更に温度が上昇して高温となる原因としては、冷却状態の異常以外に外的要因によるスイッチング素子の異常動作から発熱温度が正常値以上に高温と、スイッチング素子が故障に至る場合がある。その場合、前記外的要因を除去しないと再発が防止できない課題がある。
The device disclosed in
上記従来の課題を解決するため、本発明では、お米と水を入れる内釜と該内釜の下方に位置し前記内釜を誘導加熱する加熱コイルと該加熱コイルと並列に接続された共振コンデンサからなる共振回路と、該共振回路に高周波電流を流すスイッチング素子と、前記加熱コイルに流れる電流値を検出する電流検出手段と、所定の電力で前記内釜を加熱するように前記電流検出手段の検出した電流値からスイッチング素子のON時間を可変して制御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、前記所定の電力で前記内釜を誘導加熱している時の前記スイッチング素子のON時間の最大値と最小値を事前に記憶し、炊飯中に前記所定の電力を得るために前記スイッチング素子のON時間を可変して制御している時に、事前に記憶しているON時間の最大値より大きい場合、もしくは事前に記憶しているON時間の最小値未満の場合、記憶しているON時間を更新するものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, in the present invention, an inner pot for containing rice and water, a heating coil located below the inner pot for inductively heating the inner pot, and a resonance connected in parallel with the heating coil A resonance circuit composed of a capacitor, a switching element for flowing a high-frequency current through the resonance circuit, a current detection means for detecting a value of a current flowing through the heating coil, and the current detection means for heating the inner pot with a predetermined electric power. And controlling the ON time of the switching element by varying the ON time of the switching element based on the detected current value. The ON time of the switching element when the inner pot is induction-heated with the predetermined electric power. The maximum value and the minimum value of are stored in advance, and when the ON time of the switching element is variably controlled to obtain the predetermined power during rice cooking, the maximum value of the ON time stored in advance is stored. If it is greater than or less than the minimum value of the ON time stored in advance, the stored ON time is updated.
本発明によれば、スイッチング素子の異常時の動作状態を記憶する事で、故障の原因となった外的要因の特定が容易となり、保守性が向上するといった効果がある。 According to the present invention, by storing the operating state of the switching element at the time of abnormality, it is possible to easily identify the external factor causing the failure and improve the maintainability.
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。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
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ある。 FIG. 1 is a circuit block diagram of an embodiment of an inverter control circuit of the present invention.
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の一端は電流検出回路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、なかに入れたお米と水を加熱して炊飯するものである。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。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。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。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。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は後記電流検出手段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は後記電源周波数検出手段(電源波形0V検出手段)16に接続され、入力端子IN4はトリガー回路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。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。16は電源周波数検出手段(電源波形0V検出手段)で商用電源の周波数を検出することができる。14は電流検出手段で、検出部が電源1と整流回路2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。
In the figure, 1 is an AC commercial power source.
次に、内釜8を加熱する場合の動作ついて説明する。 Next, the operation for heating the inner pot 8 will be described.
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。 First, the state of the circuit and the operation of the microcomputer 18 before the start of heating will be described.
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。
AC power is supplied from the
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。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ON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。以後、内釜8が選択されている間は、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。電流検出手段20はこの高周波電流に対応して商用電源1と整流回路2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。
Next, the operation of the circuit and the microcomputer 18 after the start of heating will be described. When the user's signal to start heating is input to the microcomputer 18, the microcomputer 18 understands the fact and starts the heating operation as follows. In response to the heating start signal, the microcomputer 18 outputs a power setting pulse signal suitable for the inner pot 8 from the output terminal OUT1, and this signal is transmitted to the base of the switching element 10 in the inverter unit 12 via the drive circuit 13. Then, the switching element 10 is driven. When the switching element 10 is driven, a current is supplied from the DC power supply to the resonance circuit 9, and the current starts to flow in the
図2は共振回路9を高周波駆動した場合のスイッチング素子10の電圧電流波形例を示したものである。スイッチング素子10の動作により、スイッチング素子10の電流波形19及びスイッチング素子10の電圧波形20が生じる。図3は炊飯動作中の米温と所定の出力電力例を示したものである。炊飯作動中の所定の電力動作22に示されるスイッチング素子10の動作により、内釜8は炊飯作動中の米温例に示す温度21となる。スイッチング素子10のON時間t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ON時間により決まるものである。複数の加熱モードにおいて所定の電力を出力し炊飯動作を行う。 FIG. 2 shows a voltage/current waveform example of the switching element 10 when the resonance circuit 9 is driven at a high frequency. The operation of the switching element 10 produces a current waveform 19 of the switching element 10 and a voltage waveform 20 of the switching element 10. FIG. 3 shows an example of a rice temperature and a predetermined output power during the rice cooking operation. By the operation of the switching element 10 indicated by the predetermined power operation 22 during the rice cooking operation, the inner pot 8 becomes the temperature 21 shown in the rice temperature example during the rice cooking operation. The ON time t of the switching element 10 is determined by the ON time of the pulse signal determined by the predetermined power output from the output terminal OUT1 of the microcomputer 18. In a plurality of heating modes, predetermined power is output and rice cooking operation is performed.
誘導加熱方式の炊飯器は、内釜8と加熱コイル6、内釜8と加熱コイル6とのギャップとの関係により電気的特性が決まる。しかし、炊飯器の内釜8の寸法誤差、ギャップの寸法誤差、加熱コイル6の寸法誤差があるため、前記内釜8と加熱コイル6の組合せ、そして内釜8と加熱コイル6とのギャップの違いによりスイッチング素子10のON時間tの最大値と最小値は炊飯器の個々で異なってくる。そのため、炊飯器の製造過程で梱包する内釜8(設定用の標準内鍋など)を使用して前記所定の出力の調整と調整後に所定の出力で動作するスイッチング素子10のON時間tの正常範囲となる最大値と最小値をマイクロコンピュータ18に記憶するものである。
The electrical characteristics of the induction heating type rice cooker are determined by the relationship between the inner pot 8 and the
図4は炊飯動作時に所定の電力動作をさせた際の最大値と最小値をマイクロコンピュータ18に記憶するフローを示す。 FIG. 4 shows a flow of storing the maximum value and the minimum value in the microcomputer 18 when a predetermined power operation is performed during the rice cooking operation.
炊飯を開始(S1)後、炊飯の過程で所定の電力で動作している際(S2)、すなわち、スイッチング素子10によって生じる電力が所定となるようにスイッチング素子10を動作させている際、スイッチング素子10のON時間tがマイクロコンピュータ18に記憶しているスイッチング素子10のON時間tの最大値と比較(S3)し、記憶している最大値よりも大きい場合は記憶値を更新(S4)し、また、スイッチング素子10のON時間tがマイクロコピュータ18に記憶しているスイッチング素子10のON時間tの最小値を比較(S5)し、記憶しているON時間tの最小値未満の場合は記憶値を更新(S6)し、最小値以上最大値以下の場合であれば記憶値を保持する。本動作は、複数の加熱モードにおける所定の電力動作毎に行うものである。 After the rice cooking is started (S1), when the rice is operated at a predetermined electric power in the course of the rice cooking (S2), that is, when the switching element 10 is operated so that the electric power generated by the switching element 10 becomes a predetermined electric power, switching is performed. The ON time t of the element 10 is compared with the maximum value of the ON time t of the switching element 10 stored in the microcomputer 18 (S3), and if it is larger than the stored maximum value, the stored value is updated (S4). If the ON time t of the switching element 10 is less than the minimum value of the stored ON time t, the minimum value of the ON time t of the switching element 10 stored in the micro computer 18 is compared (S5). Updates the stored value (S6) and holds the stored value if it is greater than or equal to the minimum value and less than or equal to the maximum value. This operation is performed every predetermined power operation in a plurality of heating modes.
この記憶値として更新された最小値及び最大値は、使用者の指示入力により、マイクロコピュータ18は表示装置(図示せず)に表示可能である。同様に、炊飯器の製造過程で梱包する内釜8(設定用の標準内鍋など)を使用した場合の正常範囲となる最大値と最小値は表示装置に表示可能である。 The minimum value and the maximum value updated as the stored values can be displayed on the display device (not shown) by the micro computer 18 by the user's instruction input. Similarly, the maximum value and the minimum value, which are normal ranges when the inner pot 8 (a standard inner pot for setting or the like) packed in the manufacturing process of the rice cooker is used, can be displayed on the display device.
前述した前記電気特性が変化すると、所定の電力を出力する際のインバータ波形のON/OFF時間(周期)が変動し周波数が変わり、スイッチング素子10のON時間tが変動するため、ON時間の最大値(最大火力)と最小値(最低火力)を記憶することで前述した電気特性に関連する原因が推定できるので不具合や故障解析が容易になる。 When the above-mentioned electrical characteristics change, the ON/OFF time (cycle) of the inverter waveform when outputting a predetermined electric power fluctuates, the frequency changes, and the ON time t of the switching element 10 fluctuates. By storing the value (maximum thermal power) and the minimum value (minimum thermal power), it is possible to estimate the cause related to the electrical characteristics described above, which facilitates failure and failure analysis.
例えば、スイッチング素子10のON時間が正常範囲の最大値より大きい場合は、内釜8と加熱コイル6の構造ギャップが広くなっていることが考えられ、実際の使用条件で考えられる原因としては、内釜8の底面が内側に凹んだ状態で炊飯を行った場合や、内釜8の底面にお米などの異物を付けた状態で炊飯を行った場合など、物理的に内釜8の底面と加熱コイル6とのギャップが大きくなり、この状態で炊飯を行いインバータが動作することでスイッチング素子10に過電流・過電圧がかかり破壊といった不具合が想定できる。
For example, when the ON time of the switching element 10 is larger than the maximum value in the normal range, it is considered that the structural gap between the inner pot 8 and the
また、スイッチング素子10のON時間が正常範囲の最小値未満の場合は、内釜8と加熱コイル6との構造ギャップが狭くなっていることが考えられ、実際の使用条件で考えられる原因としては、内釜8の底面が外方向に凸状に変形した不具合が想定でき、その状態で炊飯を行いインバータが動作することでスイッチング素子に過電流・過電圧がかかり破壊といった不具合が想定でできる。
Further, when the ON time of the switching element 10 is less than the minimum value in the normal range, it is considered that the structural gap between the inner pot 8 and the
上記した本実施例によれば、スイッチング素子の異常時の動作状態を記憶する事で、故障の原因となった外的要因の特定が容易となり、保守性が向上するといった効果がある。また、外的要因が推定できれば、使用者に使い勝手のアドバイスもでき、同様な故障の再発防止にもなる。 According to the present embodiment described above, by storing the operating state of the switching element at the time of abnormality, it is possible to easily identify the external factor causing the failure and improve maintainability. Further, if the external factors can be estimated, the user can be advised of usability, and the recurrence of similar failures can be prevented.
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:コンデンサ
8:内釜
9:共振回路
10:スイッチング素子
12:インバータ部
13:ドライブ回路
14:電流検出手段
17:トリガー回路
18:マイクロコンピュータ
2: Rectifier circuit 3: Choke coil 4: Smoothing capacitor 5: Smoothing circuit 6: Heating coil 7: Capacitor 8: Inner pot 9: Resonance circuit 10: Switching element 12: Inverter section 13: Drive circuit 14: Current detection means 17: Trigger circuit 18: Microcomputer
Claims (1)
該共振回路に高周波電流を流すスイッチング素子と、
前記加熱コイルに流れる電流値を検出する電流検出手段と、
所定の電力で前記内釜を加熱するように前記電流検出手段の検出した電流値からスイッチング素子のON時間を可変して制御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、
前記所定の電力で前記内釜を誘導加熱している時の前記スイッチング素子のON時間の最大値と最小値を事前に記憶し、炊飯中に前記所定の電力を得るために前記スイッチング素子のON時間を可変して制御している時に、事前に記憶しているON時間の最大値より大きい場合、もしくは事前に記憶しているON時間の最小値未満の場合、記憶しているON時間を更新することを特徴とする炊飯器。 An inner pot for containing rice and water, a heating coil located below the inner pot for inductively heating the inner pot, and a resonance circuit including a resonance capacitor connected in parallel with the heating coil,
A switching element for passing a high-frequency current through the resonance circuit,
A current detection means for detecting the value of the current flowing through the heating coil,
A microcomputer for varying and controlling the ON time of the switching element based on the current value detected by the current detecting means so as to heat the inner pot with a predetermined electric power,
The microcomputer is
The maximum value and the minimum value of the ON time of the switching element when the inner pot is induction-heated with the predetermined power are stored in advance, and the switching element is turned ON to obtain the predetermined power during rice cooking. When the time is variable and controlled, if it is larger than the maximum value of ON time stored in advance or less than the minimum value of ON time stored in advance, the stored ON time is updated. Rice cooker characterized by doing.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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JP2018231276A Pending JP2020092757A (en) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | rice cooker |
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2018
- 2018-12-11 JP JP2018231276A patent/JP2020092757A/en active Pending
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Legal Events
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A521 | Written amendment |
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