JP2976248B2 - 基準電圧発生回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、誘導加熱方式
の電子ジャー炊飯器等の誘導加熱調理器において、出力
電力の制御に用いる基準電圧として使用する基準電圧発
生回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、誘導加熱方式の電子ジャー炊飯器
は、一般に、図９に示すような回路構成を有している。
図９に示す従来例は、交流電源11から供給された交流を
直流に変換する整流回路12と、整流回路12の出力から交
流成分を取り除くフィルタ13と、このフィルタ13に接続
され、高周波磁界を発生して鍋14を加熱する加熱コイル
15と、加熱コイル15と共に共振回路16を構成する共振コ
ンデンサ17と、前記共振回路16に接続され共振電流を生
成するためのスイッチング素子18と、スイッチング素子
18をオンオフ制御し、オン時間の長さを変えることによ
り出力電力を制御する制御手段19と、スイッチング素子
18のコレクタ−エミッタ間の電圧を５Ｖ程度の取り扱い
易い電圧レベルに変換し、そのピーク値を保持するＶｃ
ｅピークホールド手段21と、その出力電圧を測定するＶ
ｃｅ電圧測定手段22と、交流電源11と整流回路12間に接
続され、流れる電流に比例した電圧を出力するカレント
トランス等からなる電流検出手段23と、その出力電圧を
保持するＩinピークホールド手段24と、その出力電圧を
測定するＩin電圧測定手段25とＶｃｅ電圧測定手段22及
びＩin電圧測定手段25の各測定結果を各々の基準電圧発
生回路の基準電圧と比較し、一方の基準電圧を越えない
範囲で、もう一方の基準電圧に収斂させるように前記制
御手段19によりスイッチング素子18を制御し、電源電圧
に応じて出力電力を制御するようにした制御手段19を内
蔵のマイクロプロセッサ手段20とで構成されている。

【０００３】図10は、電源電圧が変化した時の出力電力
の変化を表わしたもので、この図では、100Ｖ以下の時
には、回路に流れる電流Ｉinによるリミッタがかかり、
100Ｖ以上ではスイッチング素子18のコレクタ−エミッ
タ間の電圧Ｖｃｅによるリミッタがかかって、出力電力
が変化するようになっている。

【０００４】誘導加熱方式の電子ジャー炊飯器等の誘導
加熱調理器で、電源電圧の変化に応じて出力電圧の制御
を行うのは、次の理由による。電源電圧の変化に応じ
て、出力電力の制御をしなければ、電源電圧が高くなる
と、スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間の電圧が
高くなり、スイッチング素子の最大電圧定格を越えて、
スイッチング素子が破壊してしまうおそれがある。ま
た、逆に、電源電圧が低くなると、定格電圧の時と同じ
電力を出力しようとするために、多くの電流が流れ、ス
イッチング素子やフィルタ等の部品の発熱が高くなり、
部品の耐熱グレードを上げるか、冷却をよくする必要が
出てくる。そのために、製品に最適な出力電力制御カー
ブを決めて制御を行なう必要がある。この出力電力制御
カーブを制御しているのがＶｃｅよるリミッタとＩinに
よるリミッタである。

【０００５】ここで使用されているマイクロプロセッサ
手段20内のＶｃｅ用の基準電圧発生手段は、定電圧電源
電圧を抵抗で分割して一定の電圧を作り、それを基準電
圧としてＶｃｅと比較し、Ｖｃｅによるリミッタをかけ
ているのが現状であるため、電源電圧が変動しても、出
力電力が一定のままになるものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の基準
電圧発生手段では、ＶｃｅによるリミッタとＩinによる
リミッタを使って出力電力の制御をしていたので、Ｉin
によるリミッタを構成するのにカレントトランスを使用
し、そのためにコストが高くなり、プリント基板も大き
くなるという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の構成が有して
いた問題点を解決しようとするものであり、Ｉinによる
リミッタを使用せずに、Ｖｃｅの基準電圧を電源電圧の
変化に応じて変化させるだけで、出力電力の変化の度合
を自由に制御できる基準電圧発生回路を提供することを
第一の目的とするものである。

【０００８】また前記第一の目的に加えて、更に、基準
電圧の電圧制御カーブに折れ線を追加することができる
基準電圧発生回路を提供することを第二の目的とするも
のである。

【０００９】また前記第二の目的に加えて、自由に、基
準電圧の電圧制御カーブに折れ線を追加したり、外した
りすることができる基準電圧発生回路を提供することを
第三の目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記第一の目的を達成す
るための本発明の第一の構成は、入力電圧をレベル変換
する少なくとも２つ以上のレベル変換手段の各出力端を
少なくとも２つ以上の直列に接続された抵抗を介して接
続し、その抵抗間の接続点を出力端子とする構成とした
ものである。

【００１１】前記第二の目的を達成するための本発明の
第二の構成は、前記第一の構成に、更に、一方のレベル
変換手段の出力端又は入力端と、他方のレベル変換手段
の出力端又は入力端を、ダイオード等の非直線素子を介
して接続した構成とするものである。

【００１２】前記第三の目的を達成するための本発明の
第三の構成は、前記第一の構成に、更に、一方のレベル
変換手段の出力端又は入力端と、他方のレベル変換手段
の出力端又は入力端とを、トランジスタ等のスイッチン
グ素子を介して接続し、前記スイッチング素子に信号を
印加して出力電圧の特性を切換可能な構成としたもので
ある。

【００１３】

【作用】本発明の第一の構成になるものは以下のように
作用する。基準電圧発生回路の出力電圧を比例させるベ
き電圧を一方のレベル変換手段の入力端、即ち、基準電
圧発生回路の入力端に印加すると、その入力電圧の大き
さに比例して前記一方のレベル変換手段に出力電圧が発
生し、他方のレベル変換手段の出力電圧との間に電圧差
が発生する。その電圧差を２つ以上の直列に接続した抵
抗で分圧し、その抵抗間の接続点を基準電圧発生回路の
出力端子とすると、この２つ以上の直列に接続した抵抗
の値を変えることにより、基準電圧発生回路の入力と出
力の電圧の関係である比例定数を変更することができ
る。

【００１４】本発明の第二の構成になるものは以下のよ
うに作用する。一方のレベル変換手段のダイオード接続
点の電圧が他方のレベル変換手段のダイオード接続点の
電圧とダイオードの順方向電圧の合計電圧よりも高い領
域では、ダイオードを通して一方のレベル変換手段のダ
イオード接続点から他方のレベル変換手段のダイオード
接続点に向かって電流が流れ、両接続点のレベルが等し
くなるまで基準電圧発生回路の出力電圧を一定にするこ
とができ、逆に、一方のレベル変換手段のダイオード接
続点の電圧が他方のレベル変換手段のダイオード接続点
の電圧とダイオードの順方向電圧の合計電圧よりも低い
領域では、ダイオードには電流が流れず、従って、前記
第一の構成の出力特性と同じになる。その結果、基準電
圧発生回路の出力電圧特性に折れ線をつけることがで
き、入力電圧と出力電圧の関係を変更することができ
る。

【００１５】本発明の第三の構成になるものは以下のよ
うに作用する。スイッチング素子がＯＦＦの時は、前記
第一の構成と同様の作用をし、スイッチング素子がＯＮ
の時は、前記第二の構成と同様の作用をする。従って、
スイッチング素子に切換信号を印加するだけで、基準電
圧発生回路の出力電圧の特性を、前記第一の構成で得た
特性と第二の構成で得た特性に自由に切り換えることが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を詳細に説
明する。図１は、本発明の第一の実施例の基準電圧発生
回路の構成を示したもので、基準電圧発生回路１は、定
電圧電源２を入力とし一定電圧を出力する電圧発生手段
３と、比例されるベき電圧であるＡＣ100Ｖの電源電圧
を全波整流し、交流成分を取り除いた整流回路４の出力
を入力とするレベル変換手段５と、そのレベル変換手段
５と電圧発生手段３の各出力端(a)，(b)を抵抗６と７を
介して接続し、その抵抗６，７間の接続点を基準電圧発
生回路１の出力端子８としたものである。

【００１７】以下、本実施例の動作を説明する。電圧発
生手段３の入力は、５Ｖの定電圧電源２に接続され、そ
の結果、電圧発生手段３の出力端(b)には、一定電圧の
３Ｖが出力するようになっている。一方、レベル変換手
段５の入力は、比例させるべき電圧であるＡＣ100Ｖの
電源電圧を全波整流し交流成分を取り除いた整流回路４
に接続されている。レベル変換手段５は、整流回路４の
出力電圧を３Ｖ程度にレベル変換し、そのピーク値を保
持し出力するようになっており、整流回路４の出力電圧
の変化に応じて、レベル変換手段５の出力端(a)の電圧
も比例して変動し、図２に示すような出力変化グラフに
なる。このグラフを式に表すと次のようになる。即ち、 レベル変換手段５の出力電圧＝比例定数×整流回路４の
出力電圧 上式で表わされるレベル変換手段５の出力と、一定電圧
を出力する電圧発生手段３の出力の電圧差を抵抗６と７
で分圧した電圧が、基準電圧発生回路１の出力電圧とし
て出力端子８が出力される。

【００１８】この抵抗６と７の値を変化させることによ
り、図２に示す基準電圧発生回路１の出力電圧を電源電
圧に応じて自由に変えることができるようになる。図２
では、この抵抗６と７の値を同じにした場合の基準電圧
発生回路１の出力電圧を表したものである。

【００１９】このように、第一の実施例の基準電圧発生
回路１によれば、抵抗６と７の比率と電圧発生手段３の
出力電圧を変えることにより、自由に基準電圧発生回路
１の出力電圧の比例定数を変えることができる。即ち、
電源電圧が変動すると電源電圧に応じて出力電力の大き
さを自由に変えることができる。

【００２０】図３は、本発明の第二の実施例を示したも
ので、第一の実施例と同一部分には同一符号を付してあ
る。ここでは、電圧発生手段３の出力端と、レベル変換
手段５の入力端とを非直線素子のダイオード９で接続し
てある。ダイオード９のカソードが電圧発生手段３の出
力端に、アノードがレベル変換手段５の入力端にそれぞ
れ接続されている。

【００２１】以下、本第二の実施例の動作を説明する。
図４に示すように、電圧発生手段３の出力電圧とダイオ
ード９の順方向電圧の合計電圧より、レベル変換手段５
の入力電圧が低い場合には、ダイオード９には電流が流
れないため、レベル変換手段５の出力電圧は電源電圧に
比例して上がる。その結果、基準電圧発生回路１の出力
電圧は、レベル変換手段５の入力である電源電圧に比例
して上昇する。

【００２２】又、電圧発生手段３の出力電圧とダイオー
ド９の順方向電圧の合計電圧よりレベル変換手段５の入
力電圧が高い場合には、レベル変換手段５の入力端から
ダイオード９を通って電流が流れ、電圧発生手段３の出
力端に流れ込むので、レベル変換手段５の入力電圧は、
電圧発生手段３の出力電圧とダイオード９の順方向電圧
の合計電圧に近づく。即ち、レベル変換手段５の入力で
ある電源電圧が上昇しても、レベル変換手段５の入力電
圧は電圧発生手段３の出力電圧とダイオードの順方向電
圧の合計電圧と等しくなり、この領域での基準電圧発生
回路１の出力は、一定電圧が出力されるようになる。そ
の結果、図４で示したような折れ線グラフになる。

【００２３】上記実施例では、ダイオード９の非直線素
子が、電圧発生手段３の出力端と、レベル変換手段５の
入力端に接続されているとして説明したが、電圧発生手
段３の出力端と、レベル変換手段５の出力端でもよい
し、電圧発生手段３の入力端とレベル変換手段５は入力
端、あるいは電圧発生手段３の入力端とレベル変換手段
５の出力端でも、同様の特性が得られる。その他に、ダ
イオード等の非直線素子を基準電圧発生回路の出力端に
つないでもよいし、他の定電圧源に接続してもよい。本
発明の第二の実施例の変形実施例を図５に示する。

【００２４】上記各実施例では、いずれも電圧発生手段
３の入力は定電圧電源に接続されているが、他のいろん
な特性をした入力に接続すると、レベル変換手段の出力
電圧と合成されてさらに違った特性をもった基準電圧発
生手段ができる。

【００２５】また、電圧発生手段の構成は定電圧電源を
入力として、抵抗分割により基準電圧を得ているが、こ
の構成を抵抗とツェナーダイオード等の定電圧素子をつ
かって構成してもよい。

【００２６】図６は、本発明の第三の実施例を示したも
ので、電圧発生手段３の出力端と、レベル変換手段５の
出力端とをトランジスタ等のスイッチング素子10で接続
したものである。

【００２７】以下、本実施例の動作を説明する。このス
イッチング素子10にオン信号を入力すると、スイッチン
グ素子10が導通する。そこで、電圧発生手段３の出力端
の電圧とスイッチング素子10のエミッタ−コレクタ電圧
の合計電圧より、レベル変換手段５の出力端電圧が高い
場合には、スイッチング素子10を通って電流が流れ、レ
ベル変換手段５の出力電圧は一定になる。

【００２８】また、電圧発生手段３の出力端電圧とスイ
ッチング素子10のエミッタ−コレクタ電圧の合計電圧よ
り、レベル変換手段５の出力電圧が低い場合には、スイ
ッチング素子10には電流が流れないため、レベル変換手
段５の出力電圧は電源電圧に比例して変化する。その結
果、第二の実施例と同様な特性になる。

【００２９】スイッチング素子10をオフにすると、スイ
ッチング素子10はオープン状態になるので、第一の実施
例と同じ特性を示すことになる。

【００３０】このように、スイッチング素子10をオン，
オフさせることにより、基準電圧発生回路１の出力電圧
特性を自由に切り換えられ、異なる基準電圧を得ること
ができるので、例えば、誘導加熱調理器の加熱開始時
に、Ｖｃｅを使って鍋の材質検知を行ない、検知後は、
出力電力の制御を行なうような時に、鍋の材質検知には
スイッチング素子10をオフにし、出力電力の制御にはス
イッチング素子10をオンにして制御するというように複
数の用途に兼用できる。

【００３１】図８は、本発明の基準電圧発生回路の実際
の回路例を示したもので、電源電圧のピークをホールド
するピークホールド回路を有した構成となっている。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明の第一の構成によ
れば、入力電圧をレベル変換する、少なくとも２つ以上
のレベル変換手段の各出力端を少なくとも２つ以上の直
列に接続された抵抗を介して接続し、その抵抗間の接続
点を出力端子とすることにより、小型かつ低コストで、
電源電圧に応じた基準電圧の発生を行うことができる。

【００３３】また、本発明の第二の構成によれば、一方
のレベル変換手段の出力端又は入力端と、他方のレベル
変換手段の出力端又は入力端とをダイオード等の非直線
素子を介して接続したので、基準電圧発生回路の出力特
性に折れ線をつけることができる。

【００３４】さらに、本発明の第三の構成によれば、一
方のレベル変換手段の出力端又入力端と、他方のレベル
変換手段の出力端又は入力端とを、トランジスタ等のス
イッチング素子を介して接続したので、スイッチング素
子に信号を印加することにより出力電圧の特性を切り換
えて電源電圧に応じた基準電圧の発生を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の基準電圧発生回路の構
成図である。

【図２】同実施例における電源電圧の変化に対するレベ
ル変換手段及び基準電圧発生回路の出力電圧を示す図で
ある。

【図３】本発明の第二の実施例の回路構成図である。

【図４】同実施例における電源電圧の変化に対するレベ
ル変換手段及び基準電圧発生回路の出力電圧を示す図で
ある。

【図５】本発明の第二の実施例の変形実施例の回路構成
図である。

【図６】本発明の第三の実施例の回路構成図である。

【図７】同実施例における電源電圧の変化に対するレベ
ル変換手段及び基準電圧発生回路の出力電圧を示す図で
ある。

【図８】本発明の基準電圧発生回路の実際の回路構成図
である。

【図９】従来の誘導加熱方式による電子ジャー炊飯器の
回路構成図である。

【図１０】同従来例の出力電力制御カーブを示す図であ
る。

【符号の説明】

１…基準電圧発生回路、 ３…電圧発生手段、 ５…レ
ベル変換手段、 ６，７…抵抗、 ９…ダイオード、
10…スイッチング素子。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電圧をレベル変換する少なくとも２
   つ以上のレベル変換手段の各出力端を少なくとも２つ以
   上の直列に接続された抵抗を介して接続し、その抵抗間
   の接続点を出力端子とすることを特徴とする基準電圧発
   生回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載の構成に、更に、一方のレ
   ベル変換手段の出力端又は入力端と、他方のレベル変換
   手段の出力端又は入力端を、ダイオード等の非直線素子
   を介して接続したことを特徴とする基準電圧発生回路。
3. 【請求項３】 請求項１記載の構成に、更に、一方のレ
   ベル変換手段の出力端又は入力端と、他方のレベル変換
   手段の出力端又は入力端とを、トランジスタ等のスイッ
   チング素子を介して接続し、前記スイッチング素子に信
   号を印加して出力電圧の特性を切換可能としたことを特
   徴とする基準電圧発生回路。