JP3550802B2 - 複合加熱調理器用制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、加熱コイルとマグネトロンを同一のインバータ回路で駆動する制御回路に係わり、とくにマグネトロンの安定制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、誘導加熱処理と高周波加熱処理とを切り換えてできる複合加熱調理器が開発されているが、構成の簡略化が課題である。
【０００３】
以下、従来の複合加熱調理器用制御装置について図面を参照しながら説明する。図５は従来の複合加熱調理器用制御装置の構成を示す回路ブロック図である。図において、１は商用電源を整流して得られる単方向電源、２はスイッチングノイズが電源ラインに重畳されるのを防止する平滑回路を備えたインバータ回路、３は被加熱物を誘導加熱する加熱コイル、４は昇圧トランス、５は高周波加熱用の高周波を発生するマグネトロン、６はインバータ回路２の一端を加熱コイル３または昇圧トランス４に切り換えて接続する第１のスイッチ、７は昇圧トランス４の出力電流を検出する第１の電流トランス、８は昇圧トランス４の２次高電圧検出巻線、９はスイッチング素子、１０はスイッチング素子９のコレクタ電圧を検出するコレクタ電圧検出手段、１１は商用電源の入力電流を検出する第２の電流トランス、１２は所定の第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧発生回路、１３は第１の基準電圧のレベルを切り換える第２のスイッチ、１４は所定の第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧発生回路、１５および１６は差動増幅器、１７はスイッチング素子９の導通時間によりインバータ回路２を制御する出力制御回路、１８は出力制御回路１７の制御によりスイッチング素子９を駆動するドライブ回路、１９はコンパレータ、２０は所定の第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧発生回路である。
【０００４】
上記構成要素の相互関係と動作について説明する。昇圧トランス４の低圧２次巻線出力はマグネトロンのヒータ電流を供給するとともに、高圧２次巻線出力はコンデンサとダイオードによって倍電圧整流され、マグネトロン５に約４ＫＶの高電圧を印加して高周波を発生させる。また、差動増幅器１５は第１の電流トランス７および第２の電流トランス１１の出力を第１の基準電圧と比較し、差動増幅器１６はコレクタ電圧検出手段１０の出力を第２の基準電圧と比較し、それぞれ大きい方を差動増幅して出力制御回路１７に入力し、出力制御回路１７はその入力によりドライブ回路１８を介してスイッチング素子９の導通時間を制御している。なお、第１の基準電圧のレベルは、加熱コイル３に比べて力率の低いマグネトロン５を確実に昇圧トランス４の出力電流で制御するために、マグネトロン５を動作させるときには第２のスイッチ１３を開として高い値に設定されるとともに、コンパレータ１９は２次高電圧検出巻線８の出力を第３の基準電圧と比較し、２次高電圧検出巻線８の出力が第３の基準電圧より高い場合は第２の基準電圧のレベルを下げるようにしている。
【０００５】
第１のスイッチ６により加熱コイル３をインバータ回路２に接続して被加熱物を誘導加熱するときの正常状態においては、第２のスイッチ１２を閉にして第１の基準電圧を低く設定し、また、コレクタ電圧検出手段１０の出力に比べて大きく設定されている第２の電流トランス１１の出力は、第１の差動増幅器１５により第１の基準電圧と比較され、第１の基準電圧と同じになるように差動増幅されてスイッチング素子９の導通時間を制御してる。
【０００６】
また、第１のスイッチ６により昇圧トランス４をインバータ回路２に接続し、マグネトロン５によりマイクロ波を発生させて被加熱物をマイクロ波加熱するときの正常状態では、第２のスイッチ１２を開として第１の基準電圧を高く設定し、また、コレクタ電圧検出手段１０の出力および第２の電流トランス１１の出力に比べて大きく設定されている第１の電流トランス７の出力は、第１の差動増幅器１５により第１の基準電圧と比較され、第１の基準電圧と同じになるように差動増幅されてスイッチング素子９の導通時間を制御している。また、インバータ回路２の起動時にマグネトロン５のカソードが低温で非発振である異常状態では、昇圧トランス４の２次側出力電圧が上昇することを利用し、２次高電圧検出巻線８の出力をコンパレータ１９により第３の基準電圧と比較し、第３の基準電圧を超えた場合には、コンパレータ１９の出力により第２の基準電圧を下げることによりコレクタ電圧検出手段１０の出力と第２の差動増幅器１６とによる制御を電流トランスと第１の差動増幅器１５とによる前述の制御に優先させ、スイッチング素子９の導通時間を定常時よりも小さく絞るように制御することにより、マグネトロン５のカソード温度不足による異常発振と言われるモーディングや、高電圧部品であるダイオードおよびコンデンサの破壊を防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の複合加熱調理器用制御装置では、昇圧トランス４は、マグネトロン５の低ダイナミックインピーダンス特性をカバーするために、リーケージインダクタンスを大きくし、２次側から１次側を見たインピーダンスを高くして定電流源的特性をもたせた漏洩型トランスで構成されている。したがって、２次高電圧に比例した出力を検出するために２次高電圧検出巻線８を設け、かつその巻線を２次高電圧近傍、しかも一定の絶縁距離または絶縁物で絶縁された状態で設けなければならないので、価格が高く、かつ小型化にも限界があると言う問題があった。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するもので、昇圧トランスの２次高電圧検出巻線を不要とし、構成が簡単な複合加熱調理器用制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる本発明は、商用電源を整流して得られる単方向電源と、平滑回路を介して入力する前記単方向電源出力をスイッチング素子により断続するインバータ回路と、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、マイクロ波を発生するマグネトロンと、２次側に高圧電力を発生して前記マグネトロンに供給する昇圧トランスと、前記インバータ回路に前記加熱コイルと前記昇圧トランスの１次側とを切り換えて接続する第１のスイッチと、前記昇圧トランスの２次側出力電流を検出する第１の電流トランスと、前記商用電源の入力電流を検出する第２の電流トランスと、前記スイッチング素子のコレクタ電圧を検出するコレクタ電圧検出回路と、前記第１のスイッチに連動する第２のスイッチの切り換えにより所定の第１の基準電圧を高低２段階に発生する第１の基準電圧発生回路と、所定の第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧発生回路と、所定の第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧発生回路と、前記第１の電流トランスの出力と前記第２の電流トランスの出力とを入力し、前記第１の基準電圧と比較して差動増幅する第１の差動増幅回路と、前記コレクタ電圧検出手段の出力を入力し、前記第２の基準電圧と比較して差動増幅する第２の差動増幅回路と、前記第１の電流トランスと前記第２の電流トランスの出力とを入力し、前記第３の基準電圧と比較して前記第２の基準電圧を変えるコンパレータと、前記第１の差動増幅回路の出力と前記第２の差動増幅回路の出力とを入力し、そのうちの最大差動増幅出力により前記スイッチング素子の導通時間を制御する出力制御回路と、前記出力制御回路の出力により前記スイッチング素子を駆動するドライブ回路とを備え、前記第１のスイッチにより前記加熱コイルを前記インバータ回路に接続して誘導加熱するときは、前記第２のスイッチにより前記第１の基準電圧を高く設定するとともに、前記第２の電流トランス出力の差動増幅出力による制御が前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を制御し、前記第１のスイッチにより前記昇圧トランスを前記インバータ回路に接続して高周波加熱するときは、前記第２のスイッチにより前記第１の基準電圧を低く設定し、前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力が前記第３の基準電圧より大きい定常動作時には、前記第１の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御が前記第２の電流トランスの出力の差動増幅出力および前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を制御し、前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力が前記第３の基準電圧以下である異常動作時には、前記コンパレータにより前記第２の基準電圧を低下させることにより、前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御が前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を前記定常動作時よりも短く制御するようにした複合加熱調理器用制御装置であり、また、
請求項２に係わる本発明は、第３の基準電圧を低下させる第３のスイッチを第３の基準電圧発生回路に設け、加熱コイルにより誘導加熱するときには前記第３のスイッチにより第３の基準電圧を低下させることにより、第２の電流トランスの出力が定常動作時よりも低下しても、第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御がコレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に必ず優先してスイッチング素子の導通時間を制御するようにした請求項１に係わる複合加熱調理器用制御装置であり、また、
請求項３に係わる本発明は、第３の基準電圧出力から第２のスイッチに順方向にダイオードを挿入して設け、加熱コイルにより誘導加熱するとき、第２のスイッチにより第１の基準電圧と第３の基準電圧とをともに低下させ、第２の電流トランスの出力が定常動作時よりも低下しても、第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御がコレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に必ず優先してスイッチング素子の導通時間を制御するようにした請求項１に係わる複合加熱調理器用制御装置であり、また、
請求項４に係わる本発明は、比較回路の基準電圧入力を切り換える第４のスイッチを備え、マグネトロンにより高周波加熱するときには第３の基準電圧に接続し、加熱コイルにより誘導加熱するときにはコレクタ電圧検出手段の出力を接続するように切り換え、誘導加熱時に比較回路が反転したとき、加熱負荷が不適正であると判定するようにした請求項１ないし請求項３のいずれかに係わる複合加熱調理器用制御装置である。
【００１０】
【作用】
請求項１に係わる本発明において、マグネトロンによる高周波加熱処理において、比較回路は、第１の電流トランスおよび第２の電流トランスの出力を第３の基準電圧と比較し、第３の基準電圧以下であるときに第２の基準電圧を低下させて、第２の差動増幅器による制御を優先させてスイッチング素子の導通時間を定常動作時より短く制御する。すなわち、インバータ回路の起動時にマグネトロンが非発振である異常状態では、電力消費が小さいために第１の電流トランスおよび第２の電流トランスの出力が小さいために所定の第３の基準電圧以下となることで異常状態を検出し、スイッチング素子の導通時間を定常動作時よりも短く制御することにより、従来例における２次高電圧検出巻線を不要にしている。なお、他の動作については従来例と同じである。また、
請求項２に係わる本発明において、加熱コイルによる誘導加熱処理においては、第３のスイッチが第３の基準電圧を低下させ、インバータ回路の起動時に第２の電流トランスの出力が低下しても第３の基準電圧以下にならないように、すなわち比較回路が第２の基準電圧を低下させないようにして、第２の電流トランスの出力による制御を確実にする。また、
請求項３に係わる本発明において、第３の基準電圧出力と第２のスイッチとを接続したダイオードが、誘導加熱処理において第２のスイッチにより第１の基準電圧を低下させたとき、第３の基準電圧をも低下させることにより、請求項２と同様に、第２の基準電圧を低下させないようにし、第２の電流トランスの出力による制御を確実にする。また、
請求項４に係わる本発明において、誘導加熱処理において第４のスイッチが比較回路の基準電圧としてコレクタ電圧検出手段の出力を印加し、比較回路は誘導加熱負荷が不適正であるときに反転することにより、加熱負荷の不適正を検出する。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
以下、請求項１に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置の一実施例について図面を参照しながら説明する。図１は本実施例の構成を示す回路図である。なお、図５に示した従来例と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が従来例と異なる点は、昇圧トランス４が２次高電圧検出巻線を備えず、インバータ回路２の起動時にマグネトロン５が非発振である異常状態では電力消費が小さくなるために電流トランスの出力が定常動作時よりも低下することを利用し、コンパレータ１９により第１の電流トランス７および第２の電流トランス１１の出力を所定の第３の基準電圧と比較し、第３の基準電圧よりも低いときに第２の基準電圧を低下させるように制御して、スイッチング素子９の導通時間を定常時よりも絞るようにしたことにある。
【００１２】
上記構成においてその動作を説明する。なお、加熱コイル３による誘導加熱処理の動作は従来例と同じであり説明を省略する。マグネトロン５によりマイクロ波を発生させて被加熱物をマイクロ波加熱するときの正常状態では、第２のスイッチ１３は、従来例と同様に、開として第１の基準電圧を高く設定し、また、コレクタ電圧検出手段１０の出力および第２の電流トランス１１の出力に比べて大きく設定されている第１の電流トランス７の出力は、第１の差動増幅器１５により第１の基準電圧と比較され、第１の基準電圧と同じになるように差動増幅されてスイッチング素子９の導通時間を制御していることも従来例と同じである。
【００１３】
一方、インバータ回路２の起動時にマグネトロン５がカソード温度が低くて非発振である異常状態では、商用電源からの電力はマグネトロン５のヒータで数十ワット程度消費されるだけとなり、第１の電流トランス７および第２の電流トランス１１の出力は第３の基準電圧に比較して小さくなり、コンパレータ１９の出力は第２の基準電圧を低下させる。その結果、コレクタ電圧検出手段１０の出力と第２の差動増幅器１６とによる制御が電流トランス出力と第１の差動増幅器１５とによる制御に優先し、コレクタ電圧検出手段１０の出力が第２の基準電圧と同じになるように比較増幅されてスイッチング素子９の導通時間が定常時よりも小さく絞られ、カソード温度不足による異常発振と言われるモーディングや高電圧部品であるダイオードやコンデンサの破壊を防止している。
【００１４】
以上のように本実施例によれば、昇圧トランス４に２次高電圧検出巻線を設けず、インバータ回路２の起動時にマグネトロン５が非発振となる異常状態では第１の電流トランス７および第２の電流トランス１１の出力が低下することをコンパレータ１９で検知して第２の基準電圧を低下させるようにしたことにより、スイッチング素子９の導通時間を定常時よりも絞って、カソード温度不足による異常発振と言われるモーディング、高電圧部品であるダイオードおよびコンデンサの破壊を防止でき、小型で低価格の昇圧トランスを実現できる。
【００１５】
（実施例２）
以下、請求項２に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置の一実施例について図面を参照しながら説明する。図２は本実施例の構成を示す回路図である。なお、図１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、第３の基準電圧発生回路２０に第３のスイッチ２１を設け、加熱コイル３により誘導加熱する場合は、マグネトロンにより高周波加熱する場合よりも第３の基準電圧を低い値に切り換えるようにしたことにある。実施例１の手段では、第１および第２の電流トランスの出力が第３の基準電圧以下であるときにマグネトロンが非発振の異常状態であるとして対処したが、加熱コイルにより誘導加熱する場合にもインバータ回路起動時に第２の電流トランスの出力が小さいときに同じ動作を行う。しかし、誘導加熱では、上記の動作はなくてもよい。本実施例はその問題を解決しており、誘導加熱時には第３の基準電圧を低下させて、インバータ回路起動時に電流トランスの出力が小さくてもコンパレータが第２の基準電圧を変えないようにしている。
【００１６】
上記構成においてその動作を説明する。第１のスイッチ６により加熱コイル３をインバータ回路２に接続して誘導加熱するときには、実施例１と同様に第３のスイッチ２１を閉とし、また、第３の基準電圧発生回路２０において第３のスイッチ２１を閉とし、この場合の第３の基準電圧のレベルはマグネトロン５により高周波加熱する場合よりも低い値に変える。したがって、コンパレータ１９の出力は、インバータ回路２の起動時にまだ電流が十分に流れない状態で第２の基準電圧を変化させる動作がなく、第２の電流トランス１１の出力と第１の差動増幅器１５とによる制御でスイッチング素子９の通電時間が制御される。なお、マグネトロン５に電力を供給するときには実施例１と同様の動作であり、説明を省略する。
【００１７】
以上のように本実施例によれば、第３の基準電圧を変える第３のスイッチ２１を設け、誘導加熱時には第３の基準電圧を高周波加熱時より低い値に変えるようにしたことにより、高周波加熱時には実施例１と同じ動作により同じ効果を得るとともに、誘導加熱時にはインバータ回路２の起動時に第２の電流トランス１１の出力が小さくても第２の基準電圧を変える動作を行わせず、確実に第２の電流トランス１１の出力と第１の差動増幅器１５とのみによりスイッチング素子９の導通時間を制御することができる。
【００１８】
（実施例３）
以下、請求項３に係わる本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。図３は本実施例の構成を示す回路図である。なお、図１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例２と異なる点は、第３の基準電圧出力と第２のスイッチとの間に抵抗を介して順方向にダイオード２２を挿入して設け、加熱コイル３により誘導加熱するときに第２のスイッチ１３で第１の基準電圧を低下せたときに、同時に第３の基準電圧も低下させるようにしたことにあり、実施例２における第３のスイッチを不要としたことにある。
【００１９】
上記構成においてその動作を説明する。第１のスイッチ６により加熱コイル３をインバータ回路２に接続して誘導加熱するときには、実施例１と同様に第２のスイッチ１３を閉として第１の基準電圧を低下させるが、このとき、第３の基準電圧出力端が第２のスイッチ１３により抵抗とダイオード２２を介して接地されるので、第３の基準電圧も低下する。したがって、実施例２と同様に、誘導加熱時においてインバータ回路２が起動するときにコンパレータ１９により第２の基準電圧を低下させる動作がないようにできる。また、高周波加熱時に第２のスイッチ１３を開としたときには、第１の基準電圧と第２の基準電圧とはダイオード２２により分離される。なお、他の動作については、実施例１ないし実施例２と同じであり、詳細な説明を省略する。
【００２０】
以上のように本実施例によれば、第３の基準電圧出力をダイオードと抵抗とを介して第２のスイッチに接続し、誘導加熱時には第２のスイッチ１３の閉動作のみにより第１の基準電圧と第３の基準電圧とを低下させるようにしたことにより、実施例２と同じ効果を簡単な構成で得ることができる。
【００２１】
（実施例４）
以下、請求項４に係わる本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。図４は本実施例の構成を示す回路図である。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、コンパレータ１９の基準電圧を第３の基準電圧とコレクタ電圧検出手段１０の出力とに切り換える第４のスイッチ２３を設け、加熱コイル３により誘導加熱するときには、コンパレータ１９の基準電圧を第３の基準電圧からコレクタ電圧検出手段１０の出力に切り換えて接続し、誘導加熱時における加熱負荷の適正を判断できるようにしたことにある。
【００２２】
上記構成においてその動作を説明する。マグネトロンにより高周波加熱するときは第４のスイッチ２３によりコンパレータ１９の基準電圧として第３の基準電圧を印加する。このときの動作については実施例１と同じであり、詳細な説明を省略する。一方、第１のスイッチ６により加熱コイル３をインバータ回路２に接続して誘導加熱するとき、実施例１と同様に第２のスイッチ１３を閉として第１の基準電圧を低下させるとともに、第４のスイッチ２３によりコンパレータ１９の基準電圧としてコレクタ電圧検出手段１０の出力を印加する。このとき、コンパレータ１９は第１の電流トランス７および第２の電流トランス１１の出力をコレクタ電圧検出手段１０の出力と比較して加熱負荷が適正であるか否かを判定する。たとえば、加熱負荷がアルミニューム鍋であったり、ナイフやフォークなどの小物である場合などではインバータ回路２の電力が殆ど消費されず、第２の電流トランス１１の出力がコレクタ電圧検出手段１０の出力に比べて小さくなり、コンパレータ１９の出力が反転して第２の基準電圧を低下させ、スイッチング素子９の導通時間が正常負荷時よりも小さく絞るように制御される。なお、コンパレータ１９の判定結果を異常負荷表示してもよい。
【００２３】
以上のように本実施例によれば、コンパレータ１９の基準電圧を第３の基準電圧とコレクタ電圧検出手段の出力とに切り換える第４のスイッチ２３を設け、高周波加熱するときには、実施例１と同様に第３の基準電圧と比較して非発振状態を検出し、また、誘導加熱時にはコレクタ電圧検出手段１０の出力を印加することにより、加熱負荷が適正であるか否かを判定でき、コンパレータ１９に複数の役割をもたせる効率的な制御構成が可能となる。
【００２４】
なお、実施例１ないし実施例４において第１のスイッチ６はトランスファー型接点構成としたが、メイク接点を備えたスイッチを２個を用いて、それぞれ必要な加熱方式に合わせてインバータ回路２と加熱コイル３および昇圧トランス４を接続または分離するようにしてもよく、また、第２ないし第４のスイッチ１２、２１、および２３についてはトランジスタやＩＣなどの半導体素子を用いたスイッチとしてもよいことは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、
請求項１に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置は、商用電源を整流して得られる単方向電源と、平滑回路を介して入力する前記単方向電源出力をスイッチング素子により断続するインバータ回路と、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、マイクロ波を発生するマグネトロンと、２次側に高圧電力を発生して前記マグネトロンに供給する昇圧トランスと、前記インバータ回路に前記加熱コイルと前記昇圧トランスの１次側とを切り換えて接続する第１のスイッチと、前記昇圧トランスの２次側出力電流を検出する第１の電流トランスと、前記商用電源の入力電流を検出する第２の電流トランスと、前記スイッチング素子のコレクタ電圧を検出するコレクタ電圧検出回路と、前記第１のスイッチに連動する第２のスイッチの切り換えにより所定の第１の基準電圧を高低２段階に発生する第１の基準電圧発生回路と、所定の第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧発生回路と、所定の第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧発生回路と、前記第１の電流トランスの出力と前記第２の電流トランスの出力とを入力し、前記第１の基準電圧と比較して差動増幅する第１の差動増幅回路と、前記コレクタ電圧検出手段の出力を入力し、前記第２の基準電圧と比較して差動増幅する第２の差動増幅回路と、前記第１の電流トランスと前記第２の電流トランスの出力とを入力し、前記第３の基準電圧と比較して前記第２の基準電圧を変えるコンパレータと、前記第１の差動増幅回路の出力と前記第２の差動増幅回路の出力とを入力し、そのうちの最大差動増幅出力により前記スイッチング素子の導通時間を制御する出力制御回路と、前記出力制御回路の出力により前記スイッチング素子を駆動するドライブ回路とを備え、前記第１のスイッチにより前記加熱コイルを前記インバータ回路に接続して誘導加熱するときは、前記第２のスイッチにより前記第１の基準電圧を高く設定するとともに、前記第２の電流トランス出力の差動増幅出力による制御が前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を制御し、前記第１のスイッチにより前記昇圧トランスを前記インバータ回路に接続して高周波加熱するときは、前記第２のスイッチにより前記第１の基準電圧を低く設定し、前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力が前記第３の基準電圧より大きい定常動作時には、前記第１の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御が前記第２の電流トランスの出力の差動増幅出力および前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を制御し、前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力が前記第３の基準電圧以下である異常動作時には、前記コンパレータにより前記第２の基準電圧を低下させることにより、前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御が前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を前記定常動作時よりも短く制御するようにしたことにより、昇圧トランスの２次側高圧検出巻線を不要とした簡単な構成で、インバータ起動時においてマグネトロンが非発振である異常状態を検出し、スイッチング素子の導通時間を短く制御して、モーディングや高電圧部品であるダイオードおよびコンデンサの破壊を防止することができる。また、
請求項２に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置は、第３の基準電圧を低下させる第３のスイッチを第３の基準電圧発生回路に設け、加熱コイルにより誘導加熱するときには前記第３のスイッチにより第３の基準電圧を低下させることにより、第２の電流トランスの出力が定常動作時よりも低下しても、第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御がコレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に必ず優先してスイッチング素子の導通時間を制御するようにしたことにより、高周波加熱処理においては上記と同様の効果を得るとともに、誘導加熱処理においてはインバータ回路の起動時においてもスイッチング素子の導通時間を短縮することなく、電流トランスの出力による確実な制御を行うことができる。また、
請求項３に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置は、第３の基準電圧出力から第２のスイッチに順方向にダイオードを挿入して設け、加熱コイルにより誘導加熱するとき、第２のスイッチにより第１の基準電圧と第３の基準電圧とをともに低下させ、第２の電流トランスの出力が定常動作時よりも低下しても、第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御がコレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に必ず優先してスイッチング素子の導通時間を制御するようにしたことにより、スイッチを余分に設けることなく、より簡単な構成で請求項２に係わる本発明と同じ効果を得ることができる。また、
請求項４に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置は、比較回路の基準電圧入力を切り換える第４のスイッチを備え、マグネトロンにより高周波加熱するときには第３の基準電圧に接続し、加熱コイルにより誘導加熱するときにはコレクタ電圧検出手段の出力を接続するように切り換え、誘導加熱時に比較回路が反転したとき、加熱負荷が不適正であると判定するようにしたことにより、請求項１ないし請求項３に係わる本発明の効果を得るとともに、同じ電流トランスを用いて誘導加熱処理における加熱負荷の適正を検出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合加熱調理器用制御装置の第１の実施例の構成を示す回路図
【図２】本発明の複合加熱調理器用制御装置の第２の実施例の構成を示す回路図
【図３】本発明の複合加熱調理器用制御装置の第３の実施例の構成を示す回路図
【図４】本発明の複合加熱調理器用制御装置の第４の実施例の構成を示す回路図
【図５】従来の複合加熱調理器用制御装置の構成を示す回路図
【符号の説明】
１ 単方向電源
２ インバータ回路
３ 加熱コイル
４ 昇圧トランス
５ マグネトロン
６ 第１のスイッチ
７ 第１の電流トランス
８ ２次高電圧検出巻線
９ スイッチング素子
１０ コレクタ電圧検出手段
１１ 第２の電流トランス
１２ 第１の基準電圧発生回路
１３ 第２のスイッチ
１４ 第２の基準電圧発生回路
１５ 第１の差動増幅器（第１の差動増幅回路）
１６ 第２の差動増幅器（第２の差動増幅回路）
１７ 出力制御回路
１８ ドライブ回路
１９ コンパレータ（比較回路）
２０ 第３の基準電圧発生回路
２１ 第３のスイッチ
２２ ダイオード
２３ 第４のスイッチ
【産業上の利用分野】
本発明は、加熱コイルとマグネトロンを同一のインバータ回路で駆動する制御回路に係わり、とくにマグネトロンの安定制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、誘導加熱処理と高周波加熱処理とを切り換えてできる複合加熱調理器が開発されているが、構成の簡略化が課題である。
【０００３】
以下、従来の複合加熱調理器用制御装置について図面を参照しながら説明する。図５は従来の複合加熱調理器用制御装置の構成を示す回路ブロック図である。図において、１は商用電源を整流して得られる単方向電源、２はスイッチングノイズが電源ラインに重畳されるのを防止する平滑回路を備えたインバータ回路、３は被加熱物を誘導加熱する加熱コイル、４は昇圧トランス、５は高周波加熱用の高周波を発生するマグネトロン、６はインバータ回路２の一端を加熱コイル３または昇圧トランス４に切り換えて接続する第１のスイッチ、７は昇圧トランス４の出力電流を検出する第１の電流トランス、８は昇圧トランス４の２次高電圧検出巻線、９はスイッチング素子、１０はスイッチング素子９のコレクタ電圧を検出するコレクタ電圧検出手段、１１は商用電源の入力電流を検出する第２の電流トランス、１２は所定の第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧発生回路、１３は第１の基準電圧のレベルを切り換える第２のスイッチ、１４は所定の第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧発生回路、１５および１６は差動増幅器、１７はスイッチング素子９の導通時間によりインバータ回路２を制御する出力制御回路、１８は出力制御回路１７の制御によりスイッチング素子９を駆動するドライブ回路、１９はコンパレータ、２０は所定の第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧発生回路である。
【０００４】
上記構成要素の相互関係と動作について説明する。昇圧トランス４の低圧２次巻線出力はマグネトロンのヒータ電流を供給するとともに、高圧２次巻線出力はコンデンサとダイオードによって倍電圧整流され、マグネトロン５に約４ＫＶの高電圧を印加して高周波を発生させる。また、差動増幅器１５は第１の電流トランス７および第２の電流トランス１１の出力を第１の基準電圧と比較し、差動増幅器１６はコレクタ電圧検出手段１０の出力を第２の基準電圧と比較し、それぞれ大きい方を差動増幅して出力制御回路１７に入力し、出力制御回路１７はその入力によりドライブ回路１８を介してスイッチング素子９の導通時間を制御している。なお、第１の基準電圧のレベルは、加熱コイル３に比べて力率の低いマグネトロン５を確実に昇圧トランス４の出力電流で制御するために、マグネトロン５を動作させるときには第２のスイッチ１３を開として高い値に設定されるとともに、コンパレータ１９は２次高電圧検出巻線８の出力を第３の基準電圧と比較し、２次高電圧検出巻線８の出力が第３の基準電圧より高い場合は第２の基準電圧のレベルを下げるようにしている。
【０００５】
第１のスイッチ６により加熱コイル３をインバータ回路２に接続して被加熱物を誘導加熱するときの正常状態においては、第２のスイッチ１２を閉にして第１の基準電圧を低く設定し、また、コレクタ電圧検出手段１０の出力に比べて大きく設定されている第２の電流トランス１１の出力は、第１の差動増幅器１５により第１の基準電圧と比較され、第１の基準電圧と同じになるように差動増幅されてスイッチング素子９の導通時間を制御してる。
【０００６】
また、第１のスイッチ６により昇圧トランス４をインバータ回路２に接続し、マグネトロン５によりマイクロ波を発生させて被加熱物をマイクロ波加熱するときの正常状態では、第２のスイッチ１２を開として第１の基準電圧を高く設定し、また、コレクタ電圧検出手段１０の出力および第２の電流トランス１１の出力に比べて大きく設定されている第１の電流トランス７の出力は、第１の差動増幅器１５により第１の基準電圧と比較され、第１の基準電圧と同じになるように差動増幅されてスイッチング素子９の導通時間を制御している。また、インバータ回路２の起動時にマグネトロン５のカソードが低温で非発振である異常状態では、昇圧トランス４の２次側出力電圧が上昇することを利用し、２次高電圧検出巻線８の出力をコンパレータ１９により第３の基準電圧と比較し、第３の基準電圧を超えた場合には、コンパレータ１９の出力により第２の基準電圧を下げることによりコレクタ電圧検出手段１０の出力と第２の差動増幅器１６とによる制御を電流トランスと第１の差動増幅器１５とによる前述の制御に優先させ、スイッチング素子９の導通時間を定常時よりも小さく絞るように制御することにより、マグネトロン５のカソード温度不足による異常発振と言われるモーディングや、高電圧部品であるダイオードおよびコンデンサの破壊を防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の複合加熱調理器用制御装置では、昇圧トランス４は、マグネトロン５の低ダイナミックインピーダンス特性をカバーするために、リーケージインダクタンスを大きくし、２次側から１次側を見たインピーダンスを高くして定電流源的特性をもたせた漏洩型トランスで構成されている。したがって、２次高電圧に比例した出力を検出するために２次高電圧検出巻線８を設け、かつその巻線を２次高電圧近傍、しかも一定の絶縁距離または絶縁物で絶縁された状態で設けなければならないので、価格が高く、かつ小型化にも限界があると言う問題があった。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するもので、昇圧トランスの２次高電圧検出巻線を不要とし、構成が簡単な複合加熱調理器用制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる本発明は、商用電源を整流して得られる単方向電源と、平滑回路を介して入力する前記単方向電源出力をスイッチング素子により断続するインバータ回路と、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、マイクロ波を発生するマグネトロンと、２次側に高圧電力を発生して前記マグネトロンに供給する昇圧トランスと、前記インバータ回路に前記加熱コイルと前記昇圧トランスの１次側とを切り換えて接続する第１のスイッチと、前記昇圧トランスの２次側出力電流を検出する第１の電流トランスと、前記商用電源の入力電流を検出する第２の電流トランスと、前記スイッチング素子のコレクタ電圧を検出するコレクタ電圧検出回路と、前記第１のスイッチに連動する第２のスイッチの切り換えにより所定の第１の基準電圧を高低２段階に発生する第１の基準電圧発生回路と、所定の第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧発生回路と、所定の第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧発生回路と、前記第１の電流トランスの出力と前記第２の電流トランスの出力とを入力し、前記第１の基準電圧と比較して差動増幅する第１の差動増幅回路と、前記コレクタ電圧検出手段の出力を入力し、前記第２の基準電圧と比較して差動増幅する第２の差動増幅回路と、前記第１の電流トランスと前記第２の電流トランスの出力とを入力し、前記第３の基準電圧と比較して前記第２の基準電圧を変えるコンパレータと、前記第１の差動増幅回路の出力と前記第２の差動増幅回路の出力とを入力し、そのうちの最大差動増幅出力により前記スイッチング素子の導通時間を制御する出力制御回路と、前記出力制御回路の出力により前記スイッチング素子を駆動するドライブ回路とを備え、前記第１のスイッチにより前記加熱コイルを前記インバータ回路に接続して誘導加熱するときは、前記第２のスイッチにより前記第１の基準電圧を高く設定するとともに、前記第２の電流トランス出力の差動増幅出力による制御が前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を制御し、前記第１のスイッチにより前記昇圧トランスを前記インバータ回路に接続して高周波加熱するときは、前記第２のスイッチにより前記第１の基準電圧を低く設定し、前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力が前記第３の基準電圧より大きい定常動作時には、前記第１の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御が前記第２の電流トランスの出力の差動増幅出力および前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を制御し、前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力が前記第３の基準電圧以下である異常動作時には、前記コンパレータにより前記第２の基準電圧を低下させることにより、前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御が前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を前記定常動作時よりも短く制御するようにした複合加熱調理器用制御装置であり、また、
請求項２に係わる本発明は、第３の基準電圧を低下させる第３のスイッチを第３の基準電圧発生回路に設け、加熱コイルにより誘導加熱するときには前記第３のスイッチにより第３の基準電圧を低下させることにより、第２の電流トランスの出力が定常動作時よりも低下しても、第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御がコレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に必ず優先してスイッチング素子の導通時間を制御するようにした請求項１に係わる複合加熱調理器用制御装置であり、また、
請求項３に係わる本発明は、第３の基準電圧出力から第２のスイッチに順方向にダイオードを挿入して設け、加熱コイルにより誘導加熱するとき、第２のスイッチにより第１の基準電圧と第３の基準電圧とをともに低下させ、第２の電流トランスの出力が定常動作時よりも低下しても、第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御がコレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に必ず優先してスイッチング素子の導通時間を制御するようにした請求項１に係わる複合加熱調理器用制御装置であり、また、
請求項４に係わる本発明は、比較回路の基準電圧入力を切り換える第４のスイッチを備え、マグネトロンにより高周波加熱するときには第３の基準電圧に接続し、加熱コイルにより誘導加熱するときにはコレクタ電圧検出手段の出力を接続するように切り換え、誘導加熱時に比較回路が反転したとき、加熱負荷が不適正であると判定するようにした請求項１ないし請求項３のいずれかに係わる複合加熱調理器用制御装置である。
【００１０】
【作用】
請求項１に係わる本発明において、マグネトロンによる高周波加熱処理において、比較回路は、第１の電流トランスおよび第２の電流トランスの出力を第３の基準電圧と比較し、第３の基準電圧以下であるときに第２の基準電圧を低下させて、第２の差動増幅器による制御を優先させてスイッチング素子の導通時間を定常動作時より短く制御する。すなわち、インバータ回路の起動時にマグネトロンが非発振である異常状態では、電力消費が小さいために第１の電流トランスおよび第２の電流トランスの出力が小さいために所定の第３の基準電圧以下となることで異常状態を検出し、スイッチング素子の導通時間を定常動作時よりも短く制御することにより、従来例における２次高電圧検出巻線を不要にしている。なお、他の動作については従来例と同じである。また、
請求項２に係わる本発明において、加熱コイルによる誘導加熱処理においては、第３のスイッチが第３の基準電圧を低下させ、インバータ回路の起動時に第２の電流トランスの出力が低下しても第３の基準電圧以下にならないように、すなわち比較回路が第２の基準電圧を低下させないようにして、第２の電流トランスの出力による制御を確実にする。また、
請求項３に係わる本発明において、第３の基準電圧出力と第２のスイッチとを接続したダイオードが、誘導加熱処理において第２のスイッチにより第１の基準電圧を低下させたとき、第３の基準電圧をも低下させることにより、請求項２と同様に、第２の基準電圧を低下させないようにし、第２の電流トランスの出力による制御を確実にする。また、
請求項４に係わる本発明において、誘導加熱処理において第４のスイッチが比較回路の基準電圧としてコレクタ電圧検出手段の出力を印加し、比較回路は誘導加熱負荷が不適正であるときに反転することにより、加熱負荷の不適正を検出する。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
以下、請求項１に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置の一実施例について図面を参照しながら説明する。図１は本実施例の構成を示す回路図である。なお、図５に示した従来例と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が従来例と異なる点は、昇圧トランス４が２次高電圧検出巻線を備えず、インバータ回路２の起動時にマグネトロン５が非発振である異常状態では電力消費が小さくなるために電流トランスの出力が定常動作時よりも低下することを利用し、コンパレータ１９により第１の電流トランス７および第２の電流トランス１１の出力を所定の第３の基準電圧と比較し、第３の基準電圧よりも低いときに第２の基準電圧を低下させるように制御して、スイッチング素子９の導通時間を定常時よりも絞るようにしたことにある。
【００１２】
上記構成においてその動作を説明する。なお、加熱コイル３による誘導加熱処理の動作は従来例と同じであり説明を省略する。マグネトロン５によりマイクロ波を発生させて被加熱物をマイクロ波加熱するときの正常状態では、第２のスイッチ１３は、従来例と同様に、開として第１の基準電圧を高く設定し、また、コレクタ電圧検出手段１０の出力および第２の電流トランス１１の出力に比べて大きく設定されている第１の電流トランス７の出力は、第１の差動増幅器１５により第１の基準電圧と比較され、第１の基準電圧と同じになるように差動増幅されてスイッチング素子９の導通時間を制御していることも従来例と同じである。
【００１３】
一方、インバータ回路２の起動時にマグネトロン５がカソード温度が低くて非発振である異常状態では、商用電源からの電力はマグネトロン５のヒータで数十ワット程度消費されるだけとなり、第１の電流トランス７および第２の電流トランス１１の出力は第３の基準電圧に比較して小さくなり、コンパレータ１９の出力は第２の基準電圧を低下させる。その結果、コレクタ電圧検出手段１０の出力と第２の差動増幅器１６とによる制御が電流トランス出力と第１の差動増幅器１５とによる制御に優先し、コレクタ電圧検出手段１０の出力が第２の基準電圧と同じになるように比較増幅されてスイッチング素子９の導通時間が定常時よりも小さく絞られ、カソード温度不足による異常発振と言われるモーディングや高電圧部品であるダイオードやコンデンサの破壊を防止している。
【００１４】
以上のように本実施例によれば、昇圧トランス４に２次高電圧検出巻線を設けず、インバータ回路２の起動時にマグネトロン５が非発振となる異常状態では第１の電流トランス７および第２の電流トランス１１の出力が低下することをコンパレータ１９で検知して第２の基準電圧を低下させるようにしたことにより、スイッチング素子９の導通時間を定常時よりも絞って、カソード温度不足による異常発振と言われるモーディング、高電圧部品であるダイオードおよびコンデンサの破壊を防止でき、小型で低価格の昇圧トランスを実現できる。
【００１５】
（実施例２）
以下、請求項２に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置の一実施例について図面を参照しながら説明する。図２は本実施例の構成を示す回路図である。なお、図１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、第３の基準電圧発生回路２０に第３のスイッチ２１を設け、加熱コイル３により誘導加熱する場合は、マグネトロンにより高周波加熱する場合よりも第３の基準電圧を低い値に切り換えるようにしたことにある。実施例１の手段では、第１および第２の電流トランスの出力が第３の基準電圧以下であるときにマグネトロンが非発振の異常状態であるとして対処したが、加熱コイルにより誘導加熱する場合にもインバータ回路起動時に第２の電流トランスの出力が小さいときに同じ動作を行う。しかし、誘導加熱では、上記の動作はなくてもよい。本実施例はその問題を解決しており、誘導加熱時には第３の基準電圧を低下させて、インバータ回路起動時に電流トランスの出力が小さくてもコンパレータが第２の基準電圧を変えないようにしている。
【００１６】
上記構成においてその動作を説明する。第１のスイッチ６により加熱コイル３をインバータ回路２に接続して誘導加熱するときには、実施例１と同様に第３のスイッチ２１を閉とし、また、第３の基準電圧発生回路２０において第３のスイッチ２１を閉とし、この場合の第３の基準電圧のレベルはマグネトロン５により高周波加熱する場合よりも低い値に変える。したがって、コンパレータ１９の出力は、インバータ回路２の起動時にまだ電流が十分に流れない状態で第２の基準電圧を変化させる動作がなく、第２の電流トランス１１の出力と第１の差動増幅器１５とによる制御でスイッチング素子９の通電時間が制御される。なお、マグネトロン５に電力を供給するときには実施例１と同様の動作であり、説明を省略する。
【００１７】
以上のように本実施例によれば、第３の基準電圧を変える第３のスイッチ２１を設け、誘導加熱時には第３の基準電圧を高周波加熱時より低い値に変えるようにしたことにより、高周波加熱時には実施例１と同じ動作により同じ効果を得るとともに、誘導加熱時にはインバータ回路２の起動時に第２の電流トランス１１の出力が小さくても第２の基準電圧を変える動作を行わせず、確実に第２の電流トランス１１の出力と第１の差動増幅器１５とのみによりスイッチング素子９の導通時間を制御することができる。
【００１８】
（実施例３）
以下、請求項３に係わる本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。図３は本実施例の構成を示す回路図である。なお、図１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例２と異なる点は、第３の基準電圧出力と第２のスイッチとの間に抵抗を介して順方向にダイオード２２を挿入して設け、加熱コイル３により誘導加熱するときに第２のスイッチ１３で第１の基準電圧を低下せたときに、同時に第３の基準電圧も低下させるようにしたことにあり、実施例２における第３のスイッチを不要としたことにある。
【００１９】
上記構成においてその動作を説明する。第１のスイッチ６により加熱コイル３をインバータ回路２に接続して誘導加熱するときには、実施例１と同様に第２のスイッチ１３を閉として第１の基準電圧を低下させるが、このとき、第３の基準電圧出力端が第２のスイッチ１３により抵抗とダイオード２２を介して接地されるので、第３の基準電圧も低下する。したがって、実施例２と同様に、誘導加熱時においてインバータ回路２が起動するときにコンパレータ１９により第２の基準電圧を低下させる動作がないようにできる。また、高周波加熱時に第２のスイッチ１３を開としたときには、第１の基準電圧と第２の基準電圧とはダイオード２２により分離される。なお、他の動作については、実施例１ないし実施例２と同じであり、詳細な説明を省略する。
【００２０】
以上のように本実施例によれば、第３の基準電圧出力をダイオードと抵抗とを介して第２のスイッチに接続し、誘導加熱時には第２のスイッチ１３の閉動作のみにより第１の基準電圧と第３の基準電圧とを低下させるようにしたことにより、実施例２と同じ効果を簡単な構成で得ることができる。
【００２１】
（実施例４）
以下、請求項４に係わる本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。図４は本実施例の構成を示す回路図である。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、コンパレータ１９の基準電圧を第３の基準電圧とコレクタ電圧検出手段１０の出力とに切り換える第４のスイッチ２３を設け、加熱コイル３により誘導加熱するときには、コンパレータ１９の基準電圧を第３の基準電圧からコレクタ電圧検出手段１０の出力に切り換えて接続し、誘導加熱時における加熱負荷の適正を判断できるようにしたことにある。
【００２２】
上記構成においてその動作を説明する。マグネトロンにより高周波加熱するときは第４のスイッチ２３によりコンパレータ１９の基準電圧として第３の基準電圧を印加する。このときの動作については実施例１と同じであり、詳細な説明を省略する。一方、第１のスイッチ６により加熱コイル３をインバータ回路２に接続して誘導加熱するとき、実施例１と同様に第２のスイッチ１３を閉として第１の基準電圧を低下させるとともに、第４のスイッチ２３によりコンパレータ１９の基準電圧としてコレクタ電圧検出手段１０の出力を印加する。このとき、コンパレータ１９は第１の電流トランス７および第２の電流トランス１１の出力をコレクタ電圧検出手段１０の出力と比較して加熱負荷が適正であるか否かを判定する。たとえば、加熱負荷がアルミニューム鍋であったり、ナイフやフォークなどの小物である場合などではインバータ回路２の電力が殆ど消費されず、第２の電流トランス１１の出力がコレクタ電圧検出手段１０の出力に比べて小さくなり、コンパレータ１９の出力が反転して第２の基準電圧を低下させ、スイッチング素子９の導通時間が正常負荷時よりも小さく絞るように制御される。なお、コンパレータ１９の判定結果を異常負荷表示してもよい。
【００２３】
以上のように本実施例によれば、コンパレータ１９の基準電圧を第３の基準電圧とコレクタ電圧検出手段の出力とに切り換える第４のスイッチ２３を設け、高周波加熱するときには、実施例１と同様に第３の基準電圧と比較して非発振状態を検出し、また、誘導加熱時にはコレクタ電圧検出手段１０の出力を印加することにより、加熱負荷が適正であるか否かを判定でき、コンパレータ１９に複数の役割をもたせる効率的な制御構成が可能となる。
【００２４】
なお、実施例１ないし実施例４において第１のスイッチ６はトランスファー型接点構成としたが、メイク接点を備えたスイッチを２個を用いて、それぞれ必要な加熱方式に合わせてインバータ回路２と加熱コイル３および昇圧トランス４を接続または分離するようにしてもよく、また、第２ないし第４のスイッチ１２、２１、および２３についてはトランジスタやＩＣなどの半導体素子を用いたスイッチとしてもよいことは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、
請求項１に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置は、商用電源を整流して得られる単方向電源と、平滑回路を介して入力する前記単方向電源出力をスイッチング素子により断続するインバータ回路と、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、マイクロ波を発生するマグネトロンと、２次側に高圧電力を発生して前記マグネトロンに供給する昇圧トランスと、前記インバータ回路に前記加熱コイルと前記昇圧トランスの１次側とを切り換えて接続する第１のスイッチと、前記昇圧トランスの２次側出力電流を検出する第１の電流トランスと、前記商用電源の入力電流を検出する第２の電流トランスと、前記スイッチング素子のコレクタ電圧を検出するコレクタ電圧検出回路と、前記第１のスイッチに連動する第２のスイッチの切り換えにより所定の第１の基準電圧を高低２段階に発生する第１の基準電圧発生回路と、所定の第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧発生回路と、所定の第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧発生回路と、前記第１の電流トランスの出力と前記第２の電流トランスの出力とを入力し、前記第１の基準電圧と比較して差動増幅する第１の差動増幅回路と、前記コレクタ電圧検出手段の出力を入力し、前記第２の基準電圧と比較して差動増幅する第２の差動増幅回路と、前記第１の電流トランスと前記第２の電流トランスの出力とを入力し、前記第３の基準電圧と比較して前記第２の基準電圧を変えるコンパレータと、前記第１の差動増幅回路の出力と前記第２の差動増幅回路の出力とを入力し、そのうちの最大差動増幅出力により前記スイッチング素子の導通時間を制御する出力制御回路と、前記出力制御回路の出力により前記スイッチング素子を駆動するドライブ回路とを備え、前記第１のスイッチにより前記加熱コイルを前記インバータ回路に接続して誘導加熱するときは、前記第２のスイッチにより前記第１の基準電圧を高く設定するとともに、前記第２の電流トランス出力の差動増幅出力による制御が前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を制御し、前記第１のスイッチにより前記昇圧トランスを前記インバータ回路に接続して高周波加熱するときは、前記第２のスイッチにより前記第１の基準電圧を低く設定し、前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力が前記第３の基準電圧より大きい定常動作時には、前記第１の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御が前記第２の電流トランスの出力の差動増幅出力および前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を制御し、前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力が前記第３の基準電圧以下である異常動作時には、前記コンパレータにより前記第２の基準電圧を低下させることにより、前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御が前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を前記定常動作時よりも短く制御するようにしたことにより、昇圧トランスの２次側高圧検出巻線を不要とした簡単な構成で、インバータ起動時においてマグネトロンが非発振である異常状態を検出し、スイッチング素子の導通時間を短く制御して、モーディングや高電圧部品であるダイオードおよびコンデンサの破壊を防止することができる。また、
請求項２に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置は、第３の基準電圧を低下させる第３のスイッチを第３の基準電圧発生回路に設け、加熱コイルにより誘導加熱するときには前記第３のスイッチにより第３の基準電圧を低下させることにより、第２の電流トランスの出力が定常動作時よりも低下しても、第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御がコレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に必ず優先してスイッチング素子の導通時間を制御するようにしたことにより、高周波加熱処理においては上記と同様の効果を得るとともに、誘導加熱処理においてはインバータ回路の起動時においてもスイッチング素子の導通時間を短縮することなく、電流トランスの出力による確実な制御を行うことができる。また、
請求項３に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置は、第３の基準電圧出力から第２のスイッチに順方向にダイオードを挿入して設け、加熱コイルにより誘導加熱するとき、第２のスイッチにより第１の基準電圧と第３の基準電圧とをともに低下させ、第２の電流トランスの出力が定常動作時よりも低下しても、第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御がコレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に必ず優先してスイッチング素子の導通時間を制御するようにしたことにより、スイッチを余分に設けることなく、より簡単な構成で請求項２に係わる本発明と同じ効果を得ることができる。また、
請求項４に係わる本発明の複合加熱調理器用制御装置は、比較回路の基準電圧入力を切り換える第４のスイッチを備え、マグネトロンにより高周波加熱するときには第３の基準電圧に接続し、加熱コイルにより誘導加熱するときにはコレクタ電圧検出手段の出力を接続するように切り換え、誘導加熱時に比較回路が反転したとき、加熱負荷が不適正であると判定するようにしたことにより、請求項１ないし請求項３に係わる本発明の効果を得るとともに、同じ電流トランスを用いて誘導加熱処理における加熱負荷の適正を検出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合加熱調理器用制御装置の第１の実施例の構成を示す回路図
【図２】本発明の複合加熱調理器用制御装置の第２の実施例の構成を示す回路図
【図３】本発明の複合加熱調理器用制御装置の第３の実施例の構成を示す回路図
【図４】本発明の複合加熱調理器用制御装置の第４の実施例の構成を示す回路図
【図５】従来の複合加熱調理器用制御装置の構成を示す回路図
【符号の説明】
１ 単方向電源
２ インバータ回路
３ 加熱コイル
４ 昇圧トランス
５ マグネトロン
６ 第１のスイッチ
７ 第１の電流トランス
８ ２次高電圧検出巻線
９ スイッチング素子
１０ コレクタ電圧検出手段
１１ 第２の電流トランス
１２ 第１の基準電圧発生回路
１３ 第２のスイッチ
１４ 第２の基準電圧発生回路
１５ 第１の差動増幅器（第１の差動増幅回路）
１６ 第２の差動増幅器（第２の差動増幅回路）
１７ 出力制御回路
１８ ドライブ回路
１９ コンパレータ（比較回路）
２０ 第３の基準電圧発生回路
２１ 第３のスイッチ
２２ ダイオード
２３ 第４のスイッチ
Claims (4)
- 商用電源を整流して得られる単方向電源と、平滑回路を介して入力する前記単方向電源出力をスイッチング素子により断続するインバータ回路と、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、マイクロ波を発生するマグネトロンと、２次側に高圧電力を発生して前記マグネトロンに供給する昇圧トランスと、前記インバータ回路に前記加熱コイルと前記昇圧トランスの１次側とを切り換えて接続する第１のスイッチと、前記昇圧トランスの２次側出力電流を検出する第１の電流トランスと、前記商用電源の入力電流を検出する第２の電流トランスと、前記スイッチング素子のコレクタ電圧を検出するコレクタ電圧検出回路と、前記第１のスイッチに連動する第２のスイッチの切り換えにより所定の第１の基準電圧を高低２段階に発生する第１の基準電圧発生回路と、所定の第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧発生回路と、所定の第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧発生回路と、前記第１の電流トランスの出力と前記第２の電流トランスの出力とを入力し、前記第１の基準電圧と比較して差動増幅する第１の差動増幅回路と、前記コレクタ電圧検出手段の出力を入力し、前記第２の基準電圧と比較して差動増幅する第２の差動増幅回路と、前記第１の電流トランスと前記第２の電流トランスの出力とを入力し、前記第３の基準電圧と比較して前記第２の基準電圧を変えるコンパレータと、前記第１の差動増幅回路の出力と前記第２の差動増幅回路の出力とを入力し、そのうちの最大差動増幅出力により前記スイッチング素子の導通時間を制御する出力制御回路と、前記出力制御回路の出力により前記スイッチング素子を駆動するドライブ回路とを備え、前記第１のスイッチにより前記加熱コイルを前記インバータ回路に接続して誘導加熱するときは、前記第２のスイッチにより前記第１の基準電圧を高く設定するとともに、前記第２の電流トランス出力の差動増幅出力による制御が前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を制御し、前記第１のスイッチにより前記昇圧トランスを前記インバータ回路に接続して高周波加熱するときは、前記第２のスイッチにより前記第１の基準電圧を低く設定し、前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力が前記第３の基準電圧より大きい定常動作時には、前記第１の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御が前記第２の電流トランスの出力の差動増幅出力および前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を制御し、前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力が前記第３の基準電圧以下である異常動作時には、前記コンパレータにより前記第２の基準電圧を低下させることにより、前記コレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御が前記第１の電流トランスの出力および前記第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御に優先して前記スイッチング素子の導通時間を前記定常動作時よりも短く制御するようにした複合加熱調理器用制御装置。
- 第３の基準電圧を低下させる第３のスイッチを第３の基準電圧発生回路に設け、加熱コイルにより誘導加熱するときには前記第３のスイッチにより第３の基準電圧を低下させることにより、第２の電流トランスの出力が定常動作時よりも低下しても、第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御がコレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に必ず優先してスイッチング素子の導通時間を制御するようにした請求項１記載の複合加熱調理器用制御装置。
- 第３の基準電圧出力から第２のスイッチに順方向にダイオードを挿入して設け、加熱コイルにより誘導加熱するとき、第２のスイッチにより第１の基準電圧と第３の基準電圧とをともに低下させ、第２の電流トランスの出力が定常動作時よりも低下しても、第２の電流トランスの出力の差動増幅出力による制御がコレクタ電圧検出手段の出力の差動増幅出力による制御に必ず優先してスイッチング素子の導通時間を制御するようにした請求項１記載の複合加熱調理器用制御装置。
- 比較回路の基準電圧入力を切り換える第４のスイッチを備え、マグネトロンにより高周波加熱するときには第３の基準電圧に接続し、加熱コイルにより誘導加熱するときにはコレクタ電圧検出手段の出力を接続するように切り換え、誘導加熱時に比較回路が反転したとき、加熱負荷が不適正であると判定するようにした請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の複合加熱調理器用制御装置。
Priority Applications (1)
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| JP15431895A JP3550802B2 (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 複合加熱調理器用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP15431895A JP3550802B2 (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 複合加熱調理器用制御装置 |
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| JP15431895A Expired - Fee Related JP3550802B2 (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 複合加熱調理器用制御装置 |
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- 1995-06-21 JP JP15431895A patent/JP3550802B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH097761A (ja) | 1997-01-10 |
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