JP2519761B2 - 複合調理器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、電子レンジとしての高周波誘電加熱、お
よび電磁調理器としての電磁誘導加熱を可能とする複合
調理器に関する。

（従来の技術） 最近、インバータ回路を備え、電子レンジとしての高
周波誘電加熱、および電磁調理器としての電磁誘導加熱
を可能とする複合調理器が開発され、実用化されつつあ
る。

（発明が解決しようとする問題点） このような複合調理器においては、高周波誘電加熱
時、マグネトロン等の温度変化によって出力（消費電
力）が減少し、適正な加熱が困難になることがある。

また、電磁誘導加熱に関しては、製造時、いわゆる標
準鍋を用いて出力（消費電力）を調整するが、市場には
様々な鍋があり、実際の使用段階において標準鍋の場合
よりも出力（消費電力）が大きくなることが多々ある。
その場合、インバータ回路の素子に過負荷がかかり、素
子の寿命に悪影響を与えたり、故障の原因となる。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、出力を安定化することが
でき、これにより適正な調理を可能とするとともに、イ
ンバータ回路における素子の安全性を確保することがで
きる信頼性にすぐれた複合調理器を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 出力設定信号に応じてインバータ回路の出力を制御す
る手段と、前記インバータ回路への入力電流を検知する
手段と、この検知電流と設定値との比較により前記出力
設定信号のレベルを制御するマイクロコンピュータとを
設ける。

（作用） インバータ回路への入力電流が設定値よりも小さくな
ると、インバータ回路の出力を高める。入力電流が設定
値よりも大きくなると、インバータ回路の出力を低め
る。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。

第２図において、１は複合調理器の本体で、前面にド
ア２を開閉自在に枢支するとともに、上面にトッププレ
ート３を備えている。

ドア２に対応する本体１内には加熱室（図示しない）
が配設され、その加熱室内には後述するマグネトロン44
から高周波電波が供給されるようになっている。さら
に、加熱室内には食品載置用のターンテーブル（図示し
ない）が設けられている。

トッププレート３に対応する本体１内には、そのトッ
ププレート３の下面と離間対向して後述の加熱コイル50
が設けられている。

本体１の前面と上面とが連接するコーナ部は操作部４
となっている。この操作部４は、見易いようにしかも操
作し易いように傾斜をもたせてあり、そこには電磁誘導
加熱設定用のクックプレートキー５、高周波誘電加熱設
定用のレンジキー６、出力設定用のアップキー７、出力
設定用のダウンキー８、スタートキー９、取消キー10、
時間設定つまみ11、表示器12が設けられている。

制御回路を第１図に示す。

20は商用交流電源で、その電源20にヒューズ21、ドア
スイッチ22a、ドアスイッチ22b、マグネトロンサーマル
23を介してドアモニタスイッチ（ショートスイッチ）22
cが接続される。

電源20に、ヒューズ21、ドアスイッチ22a、リレー接
点72a、メインリレー接点71a、ドアスイッチ22b、マグ
ネトロンサーマル23を介して加熱室内照明ランプ（庫内
灯）24が接続される。そして、加熱室内照明ランプ24に
対し、ターンテーブル駆動モータ25が並列に接続され
る。

電源20に、ヒューズ21、ドアスイッチ22a、メインリ
レー接点71a、ドアスイッチ22b、マグネトロンサーマル
23を介してマグネトロン冷却用および加熱コイル冷却用
のブロアモータ26が接続される。

さらに、電源20に、ヒューズ21、ドアスイッチ22a、
メインリレー接点71a、ドアスイッチ22b、マグネトロン
サーマル23を介してインバータ回路30が接続される。

インバータ回路30は、ダイオードブリッジ31,チョー
クコイル32,平滑コンデンサ33からなる整流回路を有
し、その整流回路の出力端に高圧トランス40の一次コイ
ル40aおよび加熱コイル50のそれぞれ一端を接続してい
る。そして、一次コイル40の他端をリレー接点（双方向
性接点）73aの常開接点を介して共振コンデンサ34の一
端に接続し、共振コンデンサ34の他端を上記整流回路の
他端に接続している。さらに、加熱コイル50の他端をリ
レー接点73aの常閉接点を介して共振コンデンサ34の一
端に接続している。

つまり、リレー接点73aが作動すると、一次コイル40a
と共振コンデンサ34とで直列共振回路が形成される。リ
レー接点73aの非作動時は、加熱コイル50と共振コンデ
ンサ34とで直列共振回路が形成される。

共振コンデンサ34にはスイッチング素子たとえばNPN
型のパワートランジスタ35のコレクタ・エミッタ間が並
列に接続されるとともに、ダンパダイオード（フライホ
イール）36が並列に接続される。なお、パワートランジ
スタ35とダンパダイオード36は一つにパッケージ化され
ている。

パワートランジスタ35は、オン，オフによって上記共
振回路を励起するもので、それにより一次コイル40aま
たは加熱コイル50に高周波電流が流れるようになってい
る。

高圧トランス40の二次コイル40bには高圧コンデンサ4
1および高圧ダイオード42,43からなる倍電圧整流回路を
介してマグネトロン44のアノード・カソード間が接続さ
れる。そして、マグネトロン44のアノードは接地され、
ヒータ（カソード）は高圧トランス40の二次コイル40c
に接続される。

一方、電源20に対し、ヒューズ21およびマグネトロン
サーマル23を介して降圧トランス27の一次コイルが接続
され、その二次コイルに制御部60が接続される。

制御部60は、調理器全般にわたる制御を行なうもの
で、電源回路61、マイクロコンピュータ62、リレー駆動
回路63、D/A（ディジタル／アナログ）コンバータ64、
タイミング回路65、発振回路66、パルス幅変調回路（PW
M回路）であるところの比較器67、ベースドライブ回路6
8を有している。

リレー駆動回路63は、メインリレー71およびリレー7
2,73を駆動するものである。

D/Aコンバータ64は、マイクロコンピュータ62からの
出力設定指令に対応する電圧レベルの出力設定信号を発
する。

タイミング回路65は、インバータ回路30のスイッチン
グによる損失を最小とするべく、インバータ回路30にお
ける平滑コンデンサ33の電圧およびパワートランジスタ
35のコレクタ電圧を取込み、それに応じて発振回路66の
発振タイミングを決定するものである。

発振回路66は、鋸歯状波信号を発する。

比較器67は、発振回路66から発せられる鋸歯状波信号
をD/Aコンバータ64からの出力設定信号によってパルス
幅変調するものである。

ベースドライブ回路68は、比較器67の出力によってイ
ンバータ回路30のトランジスタ35をオン，オフ駆動する
ものである。

しかして、マイクロコンピュータ62に前記操作部４が
接続される。

さらに、インバータ回路30への入力ラインにカレント
トランス80が設けられる。このカレントトランス80はそ
の出力を整流するブリッジ整流器81と共に入力電流検知
手段を構成しており、ブリッジ整流器81の出力はマイク
ロコンピュータ62に供給される。

つぎに、上記のような構成において第３図を参照しな
がら作用を説明する。

トッププレート３に鍋51を載置するとともに、操作部
４のクックプレートキー５を押圧する。さらに、所望の
調理時間を時間設定つまみ11で設定するとともに、所望
の出力をアップキー７またはダウンキー８で設定する。

このとき、表示器４で“クックプレート”の文字が表
示されるとともに、設定調理時間が数値表示される。さ
らに、表示器４において、設定出力に対応する数の発光
素子が点灯する。

スタートキー９を押圧すると、マイクロコンピュータ
62がリレー71を動作させる。リレー71が動作すると、接
点71aがオンし、インバータ回路30およびブロアモータ2
6への通電路が形成される。

さらに、マイクロコンピュータ62は、上記設定出力に
基づく出力設定指令を発する。この出力設定指令はD/A
コンバータ64でアナログ値の出力設定信号に変換され、
比較器67に供給される。

また、発振回路66から鋸歯状波信号が発せられ、それ
が比較器67でパルス幅変調される。

すなわち、出力設定信号の電圧が鋸歯状波信号の電圧
より高いとき、比較器67の出力電圧は高レベルとなる。
出力設定信号の電圧が鋸歯状波信号の電圧より低いと
き、比較器67の出力電圧は低レベルとなる。

比較器67の出力はベースドライブ回路68で増幅され、
パワートランジスタ35のベース・エミッタ間に印加され
る。

パワートランジスタ35がオンすると、そのパワートラ
ンジスタ35のコレクタ・エミッタ間を通して加熱コイル
50に電流が流れる。パワートランジスタ35がオフする
と、加熱コイル50に流れた電流が共振コンデンサ34を充
電するようになる。そして、今度は共振コンデンサ34か
ら加熱コイル50へ電流が流れる。

こうして、パワートランジスタ35のオン，オフによっ
て加熱コイル50に高周波電流が流れ、その加熱コイル50
から高周波磁界が発せられる。高周波磁界はトッププレ
ート３を通して鍋51に与えられ、鍋51に渦電流を生じさ
せる。渦電流が生じると、渦電流損によって鍋51が自己
発熱し、内部の商品が加熱される。つまり、調理の開始
となる。

タイミング回路65は、平滑コンデンサ33の電圧（整流
電圧）とパワートランジスタ35のコレクタ電圧との交点
にタイミングを合わせてトリガパルスを発生し、発振回
路66にトリガをかける。これにより、パワートランジス
タ35は自身のコレクタ電圧が低い状態でオンすることに
なり、パワートランジスタ35のスイッチングの損失を少
なくすることができる。

設定調理時間が経過すると、マイクロコンピュータ62
がリレー71の動作を停止する。リレー71の動作が停止す
ると、接点71aがオフし、インバータ回路30への通電路
が遮断される。つまり、調理の終了となる。

一方、加熱室内のターンテーブルに食品を収めてドア
２を閉成するとともに、操作部４のレンジキー６を押圧
する。さらに、所望の調理時間を時間設定つまみ11で設
定するとともに、所望の出力をアップキー７またはダウ
ンキー８で設定する。

このとき、表示器４で“レンジ”の文字が表示される
とともに、設定調理時間が数値表示される。さらに、表
示器４において、設定出力に対応する数の発光素子が点
灯する。

スタートキー９を押圧すると、マイクロコンピュータ
62がリレー71,72,73を動作させる。

リレー71,72が動作すると、接点71a,72aがオンし、イ
ンバータ回路30,加熱室内照明ランプ24,ターンテーブル
駆動モータ25,ブロアモータ26への通電路が形成され
る。

リレー73が動作すると、接点73aが切換作動し、高圧
トランス40の一次コイル40aと共振コンデンサ34とで直
列共振回路が形成される。

しかして、電磁誘導加熱と同様にインバータ回路30が
動作し、一次コイル40aに高周波電流が流れる。そし
て、二次コイル40bに生じる電圧が倍電圧整流されてマ
グネトロン44に印加されることにより、マグネトロン44
が発振動作する。マグネトロン44が発振動作すると、加
熱室内に高周波電波が供給され、高周波誘電加熱の開始
となる。

設定調理時間が経過すると、マイクロコンピュータ62
がリレー71,72,73の動作を停止する。リレー71の動作が
停止すると、接点71aがオフし、インバータ回路30への
通電路が遮断される。つまり、調理の終了となる。

ところで、インバータ回路30の動作時、インバータ回
路30への入力電流がカレントトランス80で検知され、そ
の検知電流に対応するレベルの直流電圧がブリッジ整流
器81からマイクロコンピュータ62に供給される。

マイクロコンピュータ62は、ブリッジ整流器81の出力
からインバータ回路30への入力電流の平均値または実行
値を算出し、その算出値が設定値（設定出力に対応）よ
りも小さくなると出力設定信号のレベルを高め、パワー
トランジスタ35のオン期間を長くする。逆に、算出値が
設定値よりも大きくなると出力設定信号のレベルを低
め、パワートランジスタ35のオン期間を短くする。

パワートランジスタ35のオン期間が長くなると、加熱
コイル50または一次コイル40aに流れる高周波電流が大
きくなり、出力が上昇する。オン期間が短くなると、加
熱コイル50または一次コイル40aに流れる高周波電流が
小さくなり、出力が下降する。

したがって、電磁誘導加熱時、鍋51が標準鍋と異なっ
ても、それにかかわらず出力を設定出力に維持すること
ができる。すなわち、インバータ回路30の素子に過負荷
がかかることがなく、素子の寿命向上となる。さらに
は、適正な加熱が可能であり、信頼性の大幅な向上が図
れる。

また、高周波誘電加熱時は、マグネトロン44の温度変
化にかかわらず出力を設定出力に維持することができ、
適正な加熱を行なうことができる。

ただし、マイクロコンピュータ62の処理速度にはタイ
ムラグがあるのが普通であり、第４図に示すように入力
電流の変化とそれに対する出力設定信号の電圧変化との
間に時間遅れｔが生じる、このため、入力電流が設定値
より大きいか小さいかだけで出力を制御すると、かえっ
て出力の変動が増長される危険性がある。

これに対処し、第５図に示すように、設定値（設定出
力に対応）を中心とする所定幅αの上限値および下限値
を定め、その上限値および下限値を入力電流に対する真
の設定値とする。そして、マイクロコンピュータ62は、
入力電流の算出値が下限値よりも小さくなると出力設定
信号のレベルを高め、算出値が上限値よりも大きるなる
と出力設定信号のレベルを低める制御を行なう。

このように、所定幅αの上限値および下限値からなる
設定値を用いることにより、たとえマイクロコンピュー
タ62の処理速度にタイムラグがあっても、それにかかわ
らず出力の変動を小さく抑えることができ、上記したよ
うな変動の増長を回避することができる。

また、出力設定信号はD/A変換を行なっているので離
散的なレベルしかとれず、仮に上限値と下限値の幅αが
出力設定信号の１レベル（または１ステップ）分による
実際の出力変化より小さいと、たとえば入力電流の計算
値が下限値よりも小さくなって出力設定信号のレベルを
高める制御を行なったとき、入力電流の算出値がすぐに
上限値を超えてしまい、出力設定信号のレベルを直ちに
低める制御が必要になるという不具合がある。つまり、
上限値と下限値を用いたことが無意味となってしまう。

そこで、上限値と下限値の幅αについては、マイクロ
コンピュータ62のレベル制御により可能な最小出力制御
幅よりも大きくし、上記のような不具合を解消してい
る。すなわち、出力設定信号の１レベル（または１ステ
ップ）分による実際の出力変化が上限値と下限値の幅α
を超えないようにしている。

なお、上記実施例では、入力電流検知手段であるとこ
ろのカレントトランス80およびブリッジ整流器81を制御
部60から離して設けたが、第６図に示すようにマイクロ
コンピュータ62が搭載されている制御部60の回路基板と
同一の回路基板に設けるようにすれば、入力電流検知に
関する精度の向上，部品点数の削減，調整の容易化など
が図れる。

すなわち、制御部60の回路基板と同一の回路基板にカ
レントトランス80およびブリッジ整流器81が設けられて
いる。そして、ブリッジ整流器81の正側出力端は調整用
の半固定抵抗（摺動抵抗）82および抵抗83の直列回路を
介して接地され、半固定抵抗82の摺動端子電圧が入力電
流検知信号としてマイクロコンピュータ62に入力され
る。

さらに、電源回路61の出力端が抵抗84,85の直列回路
を介して接地され、その抵抗84,85の相互接続点に生じ
る電圧が入力電流認識用の基準電圧としてマイクロコン
ピュータ62に入力される。

ここで、カレントトランス80やブリッジ整流器81の品
質に“ばらつき”があると、それがそのまま入力電流検
知信号の“ばらつき”となって現われる。また、抵抗8
4,85の抵抗値に“ばらつき”があると、それがそのまま
基準電圧の“ばらつき”となって現われる。そして、こ
れらの“ばらつき”は、入力電流認識の誤差となり、最
適な出力制御が困難となる。

しかして、製造工程などにおいて半固定抵抗82を調整
することにより、入力電流検知信号の“ばらつき”を補
うことができる。しかも、入力電流検知信号と基準電圧
とは同一バイアスであるから、半固定抵抗82の調節に基
づく入力電流検知信号の“ばらつき”補正により、結果
的には基準電圧の“ばらつき”をも補うことができる。

したがって、マイクロコンピュータ62において精度の
高い入力電流認識を行なうことができ、常に最適な出力
制御が可能となる。

特に、第１図のようにカレントトランス80およびブリ
ッジ整流器81が制御部60から離れている場合は入力電流
検知信号用および基準電圧用の二つの調整器が必要とな
るのに対し、調整器としては半固定抵抗82だけでなく、
部品点数の削減および調整の容易化が図れる。これは、
コストの低減にもつながる。

なお、制御部60の回路基板と同一バイアス（たとえば
接続関係）の回路基板がある場合には、そこにカレント
トランス80およびブリッジ整流器81を設けてもよいこと
は勿論である。

その他、この発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、出力設定信号に
応じて前記インバータ回路の出力を制御する手段と、前
記インバータ回路への入力電流を検知する手段と、この
検知電流と設定値との比較により前記出力設定信号のレ
ベルを制御するマイクロコンピュータとを設けたので、
出力を安定化することができ、これにより適正な調理を
可能とするとともに、インバータ回路における素子の安
全性を確保することができる信頼性にすぐれた複合調理
器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における制御回路の構成を
示す図、第２図は同実施例の外観斜視図、第３図は第１
図における各部の電圧波形を示す図、第４図および第５
図はそれぞれ同実施例の作用を説明するための図、第６
図は同実施例の変形例の構成を示す図である。 １……本体、２……ドア、３……トッププレート、４…
…操作部、30……インバータ回路、40……高圧トラン
ス、44……マグネトロン、50……加熱コイル、60……制
御部、80……カレントトランス。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インバータ回路を備え、高周波誘電加熱お
   よび電磁誘導加熱を可能とする複合調理器において、出
   力設定信号に応じて前記インバータ回路の出力を制御す
   る手段と、前記インバータ回路への入力電流を検知する
   手段と、この検知電流と設定値との比較により前記出力
   設定信号のレベルを制御するマイクロコンピュータとを
   具備したことを特徴とする複合調理器。
2. 【請求項２】設定値は、所定幅の上限値および下限値か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複
   合調理器。
3. 【請求項３】設定値の上限値と下限値の幅は、マイクロ
   コンピュータのレベル制御により可能な最小出力制御幅
   より大きいことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の複合調理器。
4. 【請求項４】入力電流を検知する手段は、マイクロコン
   ピュータの搭載された回路基板と同一の回路基板または
   同一バイアスの回路基板に設けられていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項，第２項，または第３項記載
   の複合調理器。
5. 【請求項５】入力電流を検知する手段は、カレントトラ
   ンスおよびそのカレントトランスの出力を整流する整流
   器からなることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
   の複合調理器。