JP3952038B2 - 電気炊飯器 - Google Patents

Description

本願発明は、電源電圧の歪に対する対策機能を有した電気炊飯器に関するものである。

電力会社から、一般家庭に配電されている電源電力は、すべて交流電源である。

この交流電源は、例えば図８のように、その電圧Ｖの大きさと方向が時間ｔの経過とともに、規則正しく変化している。そして、それぞれの時間ｔ₁〜ｔｎに対する値を瞬時値と呼んでいる。今例えば、図８中の時間ｔ₁における瞬時値はＶ₁［Ｖ］である。また、時間ｔ₁〜ｔｎにおける瞬時値Ｖ₁〜Ｖｎの最も大きな値を最大値（以下、単にピーク値という）Ｖｍという。

このような交流電源電流、電圧の大きさを表わすのに、上述のように最大値Ｉｍ，Ｖｍで表わす方法もあるが、それでは同じ大きさの直流電流、電圧とは効果が違ってくる。そこで、同じ抵抗Ｒに直流電流１Ａが流れて発生するのと、同じ熱量を発生する交流電流を１Ａときめている。こうすると、発生熱量はＩ²Ｒであるから、交流では変化する電流の各瞬時値電流の２乗の平均値をとったことになり、この値を交流電流の実効値という。したがって、同交流電流の実効値をＩとすると、Ｉ＝Ｉｍ／√２［Ａ］で表わされる。また交流電圧の実効値をＶとすると、同交流電圧の実効値Ｖの場合も、これと同様にＶ＝Ｖｍ／√２［Ｖ］で表わされる。

そして、我が国の家庭用商用電源の電源電圧値は、一般に１００Ｖの交流電圧（Ｖｍ＝１００Ｖ）に設定されている。それに対応して各家庭で使用される電気炊飯器等の使用定格電圧もＡＣ１００Ｖに設定されている。

ところで、以上の電力会社から配電される電力は、当該需要家庭付近の柱上変圧器で、同ＡＣ１００Ｖの電圧に降圧して各需要家庭に供給されている。

しかし、上記配電電圧は、実際には、常に図８の電源電圧波形のような安定したものではなく、次のような種々の原因によって電圧変動（降下）を生じる。

（１） 負荷増加のために、配電線の容量が不足したとき。

（２） 経済的に十分に太い電線の使用ができないとき(例えば僻地などで、線路こう長が大きすぎる場合)。

（３） 負荷変化のために、電圧変動がはなはだしいとき。

（４） 負荷力率が悪いため、無効電流による電圧降下が大きいとき。

したがって、これらの電圧変動が生じると、当然のことながら、各需要家庭に対して常に上記安定したＡＣ１００Ｖの電圧を供給することはできない。

そこで、通常、その対象として例えば上記柱上変圧器のタツプを線路電圧に合わせて調整することにより２次側の電圧を一定にしたり、また昇圧器や誘導電圧調整器などを使用して配電電圧そのものを調整する方法が採用されている。

しかし、このような電圧調整方法を採用したとしても、一般に（＋４％）〜（−１０％）程度の配電電圧の変動があるのが実情であり、また各需要家庭側での負荷量の変化によっても或る程度の電圧変動を生じる（特に、同一入力電源ラインにエアコン等のインバーター製品がある場合など）。したがって、各家庭での電源電圧は、常に正確にＡＣ１００Ｖには維持されず、或る程度の電源歪を生じるのが実情である。

このような事情から、例えばトースタ／オーブン／グリル等のヒータ加熱手段を備えた高周波加熱装置などでは、当該ユーザー家庭における電源電圧の相違によってトースト、オーブン又はグリル加熱時の単位時間当りの加熱量そのものが相違することになり、設定された加熱時間が同一であったとしても、実際にヒータ等の加熱手段に供給される電源電圧の高低によって仕上りそのものに相当のレベル差を生じてしまう（例えばトーストメニューなどの場合、その焼き色に大きな差が生じる）。

そのため、トースタ／オーブン／グリル機能等を具備していても、その機能を必ずしも適切かつ有効に発揮させることができない。

そこで、例えば同高周波加熱装置などにおいては、電源電圧の変動を検出する電源電圧検出手段と、正常な電源電圧の加熱量制御データを基準として上記電源電圧検出手段によって検出された電源電圧に応じて加熱量を増減補正する加熱量補正手段とを備えさせ、電源電圧の変動に応じて加熱量を適切に増減補正するようにしたもの（特許文献１）や、同様の電源電圧検出手段と加熱量制御データ記憶手段に記憶された電源の状態毎の複数の加熱量制御データを記憶させた加熱量制御データ記憶手段と、上記電源電圧検出手段によって検出された電源の状態に対応して適切な加熱量制御データを読み出す加熱量制御データ読出手段とを備え、電源電圧検出手段により検出された電源の状態に対応して適切な加熱量制御データを使用することにより加熱量を適正化するようにしたもの（特許文献２）などが提案されている。

また、例えば入力電流を検出して所定の制御値に制御する機能を有する炊飯器において、入力電圧検出手段により検出した電圧値が定格電圧よりも高いときには、入力電力が定格値になるように低減制御するようにしたもの（特許文献３）や、同じく入力電流を検出して所定の制御値に制御する機能を有する電気炊飯器において、炊飯開始時に比べて規定以上の商用電源の電圧降下を検出したときには、商用電源からの入力電流値を低く抑えて、ブレーカーが遮断するのを防止するようにしたもの（特許文献４）などがある。

特開昭５８−１３５５９６号公報（明細書第１頁−第２頁、第１図−第４図） 特開昭５８−２２０３８２号公報（明細書第１頁−第３頁、第１図−第６図） 特開２００４−２４６４５号公報（明細書第１頁−第６頁、図１−図１０） 特開２００４−２４６４４号公報（明細書第１頁−第５頁、図１−図８）

以上のように、電気炊飯器や高周波加熱装置などの電気加熱調理器具では、その適切な調理加熱性能や安全性を確保するために、電源側の電圧変動に対して、出力増大、出力低減等の各種の出力補正を行うようになっている。

一方、これに対して、内鍋加熱手段としてワークコイルを備えた電磁誘導加熱式電気炊飯器の場合、例えば半導体スイッチング素子であるＩＧＢＴを備えて内鍋加熱用のワークコイルを駆動制御するようになっており、電源電圧のゼロクロスタイミングを検出するゼロクロス検出回路を備え、同ゼロクロス検出回路で検出されたゼロクロス信号を基準として上記ＩＧＢＴをＯＮ，ＯＦＦし、上記ワークコイルの駆動状態、駆動出力を制御するようになっている。

つまり、電磁誘導加熱式の電気炊飯器は、ワークコイルへの電流の開閉手段であるＩＧＢＴのゲートに印加される電源電圧のゼロクロス信号に応じて、ワークコイルに対し、炊飯工程に応じた適切な大きさの電流を流して内鍋を加熱するようになっている。

そして、このような構成の場合、何らかの事情で電源電圧が低下すると、上記加熱出力の制御機能を有するマイコン制御ユニットは、上記ワークコイルの出力の低下を補うべく、その駆動電流を増大させる方向にＩＧＢＴの動作状態をフィードバック制御する。その結果、内鍋加熱出力の低下が最少限に抑制され、可及的に適切な炊飯機能が維持される。

ところが、その場合、一旦電源電圧が低下した後、再び電源電圧が正常なレベルに復帰したような場合、上記フィードバック制御によりその直後のサイクルでは過大な電流がＩＧＢＴに流され、ＩＧＢＴを損傷する恐れがある。

本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、電源電圧検出手段により検出された電源電圧の低下が、所定の基準レベル以上の場合には、上記半導体スイッチング素子の導通時間を短かく補正する導通時間補正手段を設けて、その保護を図ることができるようにした電気炊飯器を提供することを目的とするものである。

本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。

（１） 第１の課題解決手段
この発明の第１の課題解決手段は、ワークコイルと、該ワークコイルを駆動する半導体スイッチング素子と、電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、上記半導体スイッチング素子のゲートに印加されるゲート電圧に応じてワークコイルに電流を流して内鍋を加熱するフィードバック制御機能を有する加熱制御手段と、上記半導体スイッチング素子の導通時間を短かく補正する導通時間補正手段とを備えてなる電気炊飯器において、当該電気炊飯器に電源が入っていて、炊飯メニュー等が設定され、炊飯スタートスイッチがＯＮになるのを待っている待機状態であるか否かを判定する待機状態判定手段を設け、該待機状態判定手段により待機状態であると判定された時に、上記電源電圧検出手段によって電源電圧を検出し、同検出された電源電圧の低下が所定の基準レベル以上の場合に、上記導通時間補正手段によって上記半導体スイッチング素子の導通時間を短かく補正するようにしたことを特徴としている。

このような構成によれば、当該電気炊飯器に電源が入っていて、炊飯メニュー等が設定され、炊飯スタートスイッチがＯＮになるのを待っている待機状態における電源電圧の低下レベルから、実際の電源のインピーダンスの変化の状態を正確に検出することができ、それに応じて予じめワークコイルの共振出力を調節する半導体スイッチング素子のＯＮ時間を、より適切な値に補正しておくことができるようになる。

したがって、炊飯が開始された後に電源電圧が所定の基準レベル以下に低下した後、再び正常なレベルに復帰したような場合において、フィードバック制御の作用で出力が増大されても、半導体スイッチング素子が破壊されるほどには出力が増大されなくて済むようになる。

（２） 第２の課題解決手段
この発明の第２の課題解決手段は、ワークコイルと、該ワークコイルを駆動する半導体スイッチング素子と、電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、上記半導体スイッチング素子のゲートに印加されるゲート電圧に応じてワークコイルに電流を流して内鍋を加熱するフィードバック制御機能を有する加熱制御手段と、上記電源電圧検出手段により検出された電源電圧の低下が、所定の基準レベル以上の場合に、上記半導体スイッチング素子の導通時間を短かく補正する導通時間補正手段とを備えてなる電気炊飯器において、上記電源電圧検出手段を、入力電源電圧のピーク値を検出するピーク値検出手段と同入力電源電圧の実効値を検出する実効値検出手段との２つの検出手段により構成したことを特徴としている。

このような構成によれば、例えば電源電圧のピーク値と実効値との２つの電圧パラメータによる電源電圧の低下レベルから、実際の電源のインピーダンスの変化の状態を極めて正確に検出することができ、それに応じてワークコイルの共振出力を調節する半導体スイッチング素子のＯＮ時間を、より適切な値に補正することができるようになる。

したがって、電源電圧が所定の基準レベル以下に低下した後、再び正常なレベルに復帰したような場合において、フィードバック制御の作用で出力が増大されても、半導体スイッチング素子が破壊されるほどには出力が増大されなくて済むようになる。

入力電源電圧の低下（歪み）は、検出された入力電圧のピーク値のみ、又は実効値のみでは正確に判定することはできない。

例えばピーク値が１００［Ｖ］あったとしても電圧変動が激しいと実効値は１００［Ｖ］よりも低くなるし、その逆のケースもある。

そこで、この発明の場合、上記のように、電圧検出手段として入力電源電圧のピーク値を検出するピーク値検出手段と実効値を検出する実効値検出手段との２つの検出手段を設けることによって、上記の事情を考慮したより正確な低電圧（電源歪）判定機能を付加し、それらの各々で所定レベル以下の電圧低下状態が検出された時に初めて、上記ＩＧＢＴの最大ＯＮ時間を短かく補正するようにし、その後、電源電圧が正常なレベル値に復帰したような時に、ＩＧＢＴに過大な電流が流れてＩＧＢＴを損傷する恐れがなくなるようにしている。

（３） 第３の課題解決手段
この発明の第３の課題解決手段は、上記第１又は第２の課題解決手段の構成において、電源電圧検出手段により検出された電源電圧の低下が、所定の基準レベルよりも小さい場合には、半導体スイッチング素子の導通時間を本来の最大設定時間通りに制御するようにしたことを特徴としている。

電源電圧検出手段により検出された電源電圧の低下レベルが、所定の基準レベルよりも小さい場合には、加熱制御手段によるＩＧＢＴのＯＮ時間も小さい。

したがって、そのような場合には、半導体スイッチング素子の導通時間を本来の最大設定時間通りに制御するようにしても、ＩＧＢＴを破壊するようなことはなく、本来の加熱制御を実行させて、適切な炊飯機能を維持させる。

（４） 第４の課題解決手段
この発明の第４の課題解決手段は、上記第１，第２又は第３の課題解決手段の構成において、電源電圧検出手段により検出される電源電圧の低下が、所定の基準レベルよりも小さい状態に回復した場合にも、同回復時から所定の時間が経過するまでは半導体スイッチング素子の導通時間を本来の最大設定時間よりも短かく補正する導通時間補正制御を継続するようにしたことを特徴としている。

このような構成によると、電源電圧のレベルが安定した状態に回復されたことが確実になってから初めて、本来の最大設定時間に戻されるようになるから、より確実に半導体スイッチング素子の保護を図ることができるようになる。

（５） 第５の課題解決手段
この発明の第５の課題解決手段は、上記第１，第２，第３又は第４の課題解決手段の構成において、所定時間の間に複数回連続して所定の基準レベル以上の電源電圧の低下を検出した場合には、半導体スイッチング素子の導通時間を本来の最大設定時間よりも短かく補正する導通時間補正制御を継続するようにしたことを特徴としている。

所定時間の間に複数回連続して所定の基準レベル以上の電源電圧の低下を検出した場合には、再び基準レベル以上の電圧低下が予想される。

したがって、そのような場合には、半導体スイッチング素子の導通時間を本来の最大設定時間よりも短かく補正する導通時間補正制御を継続するようにし、より確実に半導体スイッチング素子の保護を図る。

（６） 第６の課題解決手段
この発明の第６の課題解決手段は、上記第１，第２，第３，第４又は第５の課題解決手段の構成において、炊飯工程又は保温工程において、その出力が所定の値以下の場合には、半導体スイッチング素子の導通時間を短かく補正する導通時間補正制御を行わないようにしたことを特徴としている。

炊飯工程又は保温工程において、その出力絶対値が所定の値以下の場合には、半導体スイッチング素子のゲート電流の増大余地も大きい。

したがって、そのような場合には、半導体スイッチング素子の導通時間を短かく補正する導通時間補正制御は必要ないので、同制御は、短かく補正する導通時間を行わないようにして、適切な炊飯又は保温機能を優先する。

以上の結果、本願発明によると、各種事情による所定レベル以下への電源電圧の低下時にも、確実にＩＧＢＴを保護することができるようになり、製品の信頼性を向上させることができる。

図１〜図４は、本願発明の最良の実施の形態に係るマイコン式電気炊飯器の炊飯器本体およびその制御回路部分の構成、並びに同電気炊飯器の電源歪発生時（電圧低下時）における対応制御の内容をそれぞれ示している。

（炊飯器本体部分の基本構成・・・図１参照）
すなわち、先ず該電気炊飯器の炊飯器本体は、例えば図１に示すように、内部に誘起されるうず電流によって自己発熱が可能な例えばステンレス鋼板等の磁性金属板よりなる内鍋(飯器ないし保温容器)３と、該内鍋３を任意にセットし得るように形成された合成樹脂製の有底筒状の保護枠（内ケース）４と、該保護枠（内ケース）４を保持する外部筺体である有底筒状の外ケース１と、該外ケース１と上記保護枠（内ケース）４とを一体化して形成された炊飯器器体Ａの上部に開閉可能に設けられた蓋ユニット（蓋）２とから構成されている。

上記保護枠（内ケース）４の底壁部（底部）４ａの下方側にはコイル台７が設けられ、その上部には、フェライトコアを介し、上記内鍋３の底壁部（底部）３ａの中央部と側方部の各位置に対応して各々リッツ線が同心状に巻成されたワークコイルＣが、それぞれ内鍋３の底壁部３ａの中央から側部に到る略全体を包み込むように設けられており、それらにより通電時には内鍋３の略全体にうず電流を誘起して、その全体を略均一に加熱するようになっている。そして、該ワークコイルＣの一端は、後述するように整流回路および平滑回路を介したワークコイル駆動回路の電源ラインに、また他端は同回路中のＩＧＢＴ（パワートランジスタ）にそれぞれ接続されている。

また、上記側壁部３ｂの上方部には、保温時において加熱手段として機能する保温ヒータＨ₁が設けられており、保温時において上記内鍋３の全体を有効かつ均一に加熱するようになっている。また、上記肩部材１１の肩部内周側には、肩ヒータＨ₂が設けられている。

また、上記保護枠（内ケース）４およびコイル台７の前方部側には、上記ワークコイルＣ、保温ヒータＨ₁、肩ヒータＨ₂等を駆動制御するに必要な電源電圧整流用のダイオードブリッジよりなる整流回路、平滑回路、ＩＧＢＴ、ヒータ駆動回路、マイコン制御ユニットを備えた制御基板６Ａおよび制御基板収納ボックス５Ａが上下立設状態で設けられている。

また上記外ケース１は、例えば合成樹脂材で形成された上下方向に筒状のカバー部材１ａと、該カバー部材１ａの上端部に結合された合成樹脂製の肩部材１１と、上記カバー部材１ａの下端部に一体化された合成樹脂製の底部材１ｂとからなり、かつ上記保護枠（内ケース）４の底壁部４ａとの間に所定の広さの断熱および通風空間部を形成した全体として有底の筒状体に構成されている。そして、該外ケース１の前面部上方には、操作パネル部２０が設けられている。。

さらに、同操作パネル部２０の内側部分（裏側空間）には、上記制御基板６Ａの上端側位置から斜め前方に下降する格好で、例えばマイコン基板６Ｂが傾斜設置されている。

さらに、図示はしないが、上記保護枠（内ケース）４下方側のコイル台７の中央部には、上下方向に同心状に貫通したセンタセンサ収納空間部が形成されており、該センタセンサ収納空間部中に上下方向に昇降自在な状態で、かつ常時コイルスプリングにより上方に上昇付勢された状態で、例えば図２に示す内鍋温度検出センサＳおよび内鍋検出スイッチＬＳを備えたセンタセンサが設けられている。

一方、符号２は蓋ユニットであり、該蓋ユニット２は、その外周面を構成する合成樹脂製の外カバー１２と、該外カバー１２と内枠１４との間に設けられた金属製の断熱構造体１３と、該断熱構造体１３の内側にパッキン１７を介して設けられた金属製の内カバー１５と、該内カバー１５の下方に設けられた金属製の放熱板１６とによって内側が中空の断熱構造体に形成されている。また、上記断熱構造体１３は上下２枚の金属板１３ａ，１３ｂを閉断面構造に対向させて一体化することにより形成されている。

この蓋ユニット２は、上記外ケース１上部の肩部材１１に対してヒンジ機構を介して回動自在に取付けられており、その開放端側には、該蓋ユニット２の所定位置に係合して該蓋ユニット２の上下方向への開閉を行うロック機構１８が設けられている。

したがって、該構成では、先ず炊飯時には、上記内鍋３は、上記ワークコイルＣの駆動によりその底壁部３ａから側壁部３ｂにかけて略全体が均一に発熱し、例えば内鍋３内の水に浸された飯米が断熱部として作用する吸水工程などにおいても内鍋３の上部側をもムラなく加熱して略全体に均一な吸水性能を可能にするとともに、炊飯量が多い時などにも内鍋３の全体を略均一に加熱して加熱ムラなく効率良く炊き上げることができる。また、沸騰工程以降の水分がなくなった状態における内鍋３の底壁部３ａの局部的な熱の集中を防止して焦げ付きの発生を防止することができる。

次に、保温時には、上記内鍋３の側壁部３ｂに対応して設けられた上記保温ヒータＨ₁および蓋ユニット２の内カバー１５に当接するように設けられた肩ヒータＨ₂の駆動により、内鍋３の底壁部３ａから側壁部３ｂおよび上方側開口部の全体が適切な加熱量で略均一に加熱されて加熱ムラのない保温が実現される。

（炊飯器本体側制御回路部分の構成・・・図２、図３参照）
次に、図２、図３は上述のように構成された炊飯器本体側のマイコン制御ユニットを中心とする制御回路部分の構成を示す。

図中、符号３２がマイコン制御ユニット（ＣＰＵ）であり、該マイコン制御ユニット３２はマイクロコンピュータを中心として構成され、例えば内鍋３の温度検出回路部、ワークコイル駆動制御回路部、停電等低電圧対応制御回路部（その構成および動作は後述・・・図３および図４参照）、内鍋３の検出回路部、発振回路部、リセット回路部、保温ヒータおよび肩ヒータ等駆動制御回路部、残時間設定表示制御回路部、ブザー報知部、電源回路部、バックアップ電源回路部、システム・時計等クロック発生回路部等を各々有して構成されている。

そして、先ず上記内鍋３の底壁部３ａ側センタセンサ部の内鍋温度検出センサＳ、内鍋検出スイッチＬＳに対応して設けられた温度検出回路４３および鍋検出回路４４には、例えば上記内鍋温度検出センサＳによる内鍋３の底壁部３ａの温度検出信号、内鍋検出スイッチＬＳによる鍋検出信号がそれぞれ入力されるようになっている。

また、上記ワークコイル駆動制御回路部は、例えばパルス幅変調回路４１、同期トリガー回路４０、ＩＧＢＴ駆動回路４２、ＩＧＢＴ３７、共振コンデンサ３８、整流回路３５、平滑コンデンサ３６等によって形成されている。そして、上記マイコン制御ユニット３２のワークコイル駆動制御回路部により、上記パルス幅変調回路４１を制御することにより、例えば炊飯工程に応じて上記ワークコイルＣの出力値および同出力値でのＯＮデューティー比（例えばｎ秒／１６秒）をそれぞれ適切に変えることによって、炊飯又は蒸し加熱工程の各工程における内鍋３の加熱温度と加熱パターンを炊飯量を考慮して適切に可変コントロールし、均一な吸水作用と加熱ムラのない御飯の炊き上げ又は蒸し加熱調理を実現するための適切な出力制御が行われるようになっている。

整流回路３５は、充電部品であるノイズカット用コンデンサ２４、電源ヒューズＦを介して電源プラグ３０ｂ．３０ｂ部分に接続されている。該電源プラグ３０ｂ．３０ｂ部分には、図示しない差し込みプラグを介して一端側がＡＣ電源（ＡＣ電源コンセント）３０に接続された電源コードの他端側挿入プラグ３０ａ．３０ａが着脱可能に接続され、ＡＣ１００（Ｖ）の電源電圧が印加されるようになっている。

そして、この印加電源電圧は、同電源プラグ３０ｂ．３０ｂから電源ヒューズＦ、ノイズカット用コンデンサ２４を経て上記整流回路３５に供給されて整流されるが、その電源ライン途中には、例えばフォトカプラおよびスイッチングトランジスタよりなるゼロクロス検出回路２９ｃが設けられており、ＡＣ電源電圧Ｖａｃのゼロクロスタイミングを検出して、同ゼロクロスタイミングに対応したゼロクロス信号をマイコン制御ユニット３２の対応する制御回路部に入力するようになっている。また上記整流回路３５には、上記整流後の入力電源電圧Ｖａｃの電圧レベルＶ_DET（ピーク値）およびＶ_I（実効値）を検出する電圧検出回路２９Ｂが設けられている。

この電圧検出回路２９Ｂは、上記整流回路３５で整流した入力電源電圧Ｖａｃのピーク値Ｖ_DETを検出するピーク値検出回路２９Ｂ₁と、同電源電圧Ｖａｃの実効値Ｖ_Iを検出する実効値検出回路２９Ｂ₂と、関連するリセット回路２９Ｂ₃とからなっている。

ピーク値検出回路２９Ｂ₁は、抵抗Ｒ₂，Ｒ₃で分圧された抵抗Ｒ₃両端のピーク値Ｖ_DETをダイオードＤおよびコンデンサＣ₂を介して、例えば図５（ｂ）のような積分波形の形で検出する。

実効値検出回路２９Ｂ₂は、抵抗Ｒ₁，Ｒ₆および電解コンデンサＣ₁により積分回路（平滑回路）を構成しており、同様に積分波形の形で入力電源電圧Ｖａｃの実効値（平均値）Ｖ_Iを検出する。

そして、以上のようにして検出されたピーク値Ｖ_DETおよび実効値Ｖ_Iは、それぞれ対応するＡ／Ｄ変換回路Ａ／Ｄでデジタルデータに変換された後に、図４のフローチャートのような制御を行うマイコン制御ユニット３２の演算部に入力される。

リセット回路２９Ｂ₃は、スイッチングトランジスタＴｒのコレクタ側を抵抗Ｒ₄を介して上記ピーク値検出回路２９Ｂ₁のコンデンサＣ₂の電源端子側に、他方ベース側を抵抗Ｒ₅を介してマイコン制御ユニット３２の半サイクル毎のリセット信号出力端子に接続されており、リセット信号が出力される度にスイッチングトランジスタＴｒをＯＮにしてコンデンサＣ₂のチャージ電圧を放電させる。

また、上記ＡＣ電源ライン間には、第１のフォトトライアックＰＴ₁を介して保温ヒータＨ₁が、また第２のフォトトライアックＰＴ₂を介して肩ヒータＨ₂が接続されている。

また上記マイコン制御ユニット３２の保温ヒータ駆動制御回路部および肩ヒータ駆動制御回路部により、それぞれ保温ヒータ駆動回路３３および肩ヒータ駆動回路３４を作動させて、上記第１，第２のフォトトライアックＰＴ₁，ＰＴ₂をＯＮ，ＯＦＦ制御（トリガー）することにより、例えば保温又は炊飯、蒸し加熱工程に応じて上記保温ヒータＨ₁、肩ヒータＨ₂の出力値、および同出力値でのＯＮデューティー比（例えばｎ秒／１６秒）をそれぞれ適切に変えることによって、保温又は炊飯、蒸し加熱工程の各工程における内鍋３の加熱温度と加熱パターンとを実際の炊飯量を考慮して適切に可変コントロールするための適切な出力制御が行われるようになっている。

また、符号２２ａ〜２２ｈは上述した操作パネル部２０の各種入力スイッチであり、同スイッチの必要なものが適切に操作されると、上記マイコン制御ユニット３２側の認識手段によってユーザーの指示内容が認識され、その認識内容に応じて所望の炊飯又は保温加熱パターンを設定して上記炊飯加熱制御手段又は蒸し保温加熱制御手段を適切に作動させて所望の炊飯又は保温を行うようになっている。

したがって、ユーザーは、同入力スイッチ２２ａ〜２２ｈを使用して炊飯又は保温、タイマー予約、予約時刻設定、白米又は玄米、早炊、おかゆ、かため又はやわらかめ、すしめし、炊き込み等の炊き分け、蒸し、通常保温又は低温保温等の各種の炊飯又は蒸し、保温機能の選択設定内容を入力すれば、それに対応した機能内容が当該マイコン制御ユニット３２の上述した認識手段を介して炊飯又は蒸し、保温加熱パターン設定部に自動的に設定入力され、対応する炊飯又は蒸し、保温加熱制御が適切になされる。

さらに、符号２５ａは各種入力スイッチ２２ａ〜２２ｈ操作時の操作音、炊飯完了を知らせるブザー報知音、何らかの異常を知らせる異常報知音等等を発する圧電ブザー、２５は同圧電ブザー２５ａを駆動するブザー駆動回路、２６はシステムクロック発生回路、２７は時計クロック発生回路、２８は停電時のマイコン制御ユニット３２等バックアップ用の電源電池を備えたバックアップ電源回路、２１は液晶表示部である。

（入力電源電圧Ｖａｃの歪に対応したＩＧＢＴの保護制御回路）
ところで、本実施の形態のような電磁誘導加熱式の電気炊飯器では、上記ＩＧＢＴ３７のゲートに印加される入力電源電圧Ｖａｃ（図５（ａ））側のゼロクロス信号Ｚｃに応じてワークコイルＣに電流を流して内鍋３を加熱するようになっている。

そして、このような構成の場合、例えば図６に示すように、何らかの事情で同入力電源電圧Ｖａｃのピーク値Ｖｍ（検出ピーク値Ｖ_DET：図５（ｂ）参照）がＶｍ′に低下すると、加熱出力制御機能を有するマイコン制御ユニット３２は、ワークコイル出力の低下を補うべく、その出力を増大させる方向にＩＧＢＴ３７のＯＮ時間Ｔ（図７参照）を増大制御する。その結果、内鍋加熱出力の低下が最少限に抑制され、可及的に適切な炊飯機能が維持される。

ところが、以上のような構成の場合、同電源電圧Ｖａｃのピーク値Ｖｍ（検出ピーク値Ｖ_DET）の低下度合が所定レベル以上であって、その後、同電源電圧Ｖａｃ（Ｖ_DET）がＶｍ′から正常なレベルＶｍに復帰したような場合、上記フィードバック制御による出力の増大制御により、その直後のサイクルでは過大な電流がＩＧＢＴ３７に流され、ＩＧＢＴ３７を損傷する恐れがある。

このような入力電源電圧Ｖａｃ（Ｖ_DET）の低下（歪み）は、例えば上記のようにして検出されたピーク値Ｖ_DETのみ、又は実効値Ｖ_Iのみで正確に判定することはできない。

例えばピーク値Ｖ_DETが１００［Ｖ］あったとしても電圧変動が激しいと実効値Ｖ_Iは１００［Ｖ］よりも低くなるし、その逆のケースもある。

そこで、この実施の形態の場合、上記のように、電圧検出回路Ｂ₁に入力電源電圧Ｖａｃのピーク値Ｖ_DETおよび実効値Ｖ_Iの検出回路２９Ｂ₁，２９Ｂ₂の各々を設けることによって、正確な低電圧（電源歪）判定機能を付加し、それらの各々で所定レベル以下の電圧低下状態が検出された時には、上記ＩＧＢＴ３７の最大ＯＮ時間Ｔを小さく補正するようにし、その後、電源電圧Ｖａｃ（Ｖ_DET）が正常なレベル値に復帰したような時にも、ＩＧＢＴ３７に過大な電流が流れてＩＧＢＴ３７を損傷するような恐れがなくなるようにしている。

（電源歪に対する対策制御）
次に図４のフローチャートは、そのようなＩＧＢＴ３７の電源歪に対する対策制御の内容を示している。

すなわち、この制御では、先ず、その電源の入力電源電圧Ｖａｃの電圧実効値（ＶＩ）に対するピーク値Ｖ_DET（図５の（ｂ）参照）を監視するために、それらの各々を検出する（ステップＳ₁）。

次に、現在の炊飯器の制御工程が、「待機時間（電源が入っていて、炊飯メニュー等が設定され、炊飯スタートスイッチがＯＮになるのを待っている状態）」であるか否かを判定する（ステップＳ₂）。その結果、ＹＥＳの待機時の場合には、その時に検出された上記電源電圧Ｖａｃの実効値Ｖ_Iとピーク値Ｖ_DETの関係から入力電源電圧の歪が所定値以上に大きいか否かを判定し（ステップＳ₄）、ＹＥＳの時には、上記ＩＧＢＴ３７の最大ＯＮ時間Ｔ（図７参照）を予じめ所定時間小さく補正して置く（ステップＳ₅）。他方、ＮＯの時は、本来の最大ＯＮ時間Ｔのままとする（リターン）。

他方 ＮＯの待機時でない場合は、炊飯中であると認めて、さらに現在のワークコイルＣの出力状態がフルパワー（デューティー比１００％）での加熱状態あるか否かを判定する（ステップＳ₃）。

そして、その結果、ＮＯの現在のワークコイル出力が１００％でない場合（１００％よりも小さい場合）には、何らの出力低減補正を行うことなく、そのまま炊飯制御を継続する（リターン）。

他方、ＹＥＳのフルパワー１００％出力時である場合には、上記待機時において検出された電源電圧のピーク値Ｖ_DETと現在のフルパワー１００％出力時において検出されたピーク値Ｖ_DETとの差が所定値以上に大きいか否かを判定し（ステップＳ₆）、その判定結果がＹＥＳの時にはＩＧＢＴ３７の最大ＯＮ時間Ｔ（図７参照）を所定時間小さく補正し、同補正した短かい時間Ｔ′でＩＧＢＴ３７をＯＮ制御する（ステップＳ₇）。他方、ＮＯの時は、それまでの最大ＯＮ時間ＴのままでＩＧＢＴ３７のＯＮ制御を継続する（リターン）。

この結果、以上の構成によると、一旦電源電圧が低下し、ＩＧＢＴ３７のＯＮ時間ＴのＦ／Ｂ制御により出力増大制御が行われている状態で、再び電源電圧が正常なレベル（１００Ｖ）に復帰したような場合にも、その後ＩＧＢＴ３７に大きな電流が流されてＩＧＢＴ３７を損傷する問題が解決される。

そして、その場合において、もちろんそのような電源電圧の低下レベルが所定値以下であって、出力のフィードバック制御によるＩＧＢＴ３７のＯＮ時間Ｔの増大幅が小さい場合には、ＩＧＢＴ３７のＯＮ時間Ｔを小さくすることなく、本来の設定時間通りのＯＮ制御を継続する。

その結果、適切な炊飯機能が維持される。

さらに、また以上の構成では、上記電源電圧の低下が、所定の基準レベルよりも小さい状態に回復した場合にも、同回復時から所定の時間が経過するまではＩＧＢＴ３７の導通時間Ｔを本来の最大設定時間よりも短かく補正する導通時間補正制御を継続するようにする。

このような構成によると、電源電圧のレベルが安定した状態に回復されたことが確実になってから初めて、本来の最大設定時間に戻されるようになるから、より確実にＩＧＢＴ３７の保護を図ることができるようになる。

さらに、また以上の構成では、所定時間の間に複数回連続して所定の基準レベル以上の電源電圧の低下が検出された場合には、ＩＧＢＴ３７の導通時間Ｔを本来の最大設定時間よりも短かく補正する導通時間補正制御を継続するようにする。

所定時間の間に複数回連続して所定の基準レベル以上の電源電圧の低下を検出した場合には、再び基準レベル以上の電圧低下が予想される。

したがって、そのような場合には、ＩＧＢＴ３７の導通時間Ｔを本来の最大設定時間よりも短かく補正する導通時間補正制御を継続するようにし、より確実にＩＧＢＴ３７の保護を図る。

さらに、また以上の構成では、炊飯工程又は保温工程において、その出力が所定の値以下の場合には、ＩＧＢＴ３７の導通時間Ｔを短かく補正する導通時間補正制御を行わないようにする。

炊飯工程又は保温工程において、その出力絶対値が所定の値以下の場合には、ＩＧＢＴ３７のＯＮ時間Ｔ自体も小さい。

したがって、そのような場合には、ＩＧＢＴ３７の導通時間を短かく補正する導通時間補正制御は必要ないので、同制御を行わないようにして、適切な炊飯又は保温機能を優先する。

以上の結果、本願発明によると、各種事情による所定レベル以下への電源電圧の低下時等電源電圧の歪時にも、確実にＩＧＢＴを保護することができるようになり、製品の信頼性を向上させることができる。

本願発明の最良の実施の形態に係る電気炊飯器本体の全体的な構成を示す一部切欠側面図である。 同電気炊飯器本体内の要部である電源回路およびマイコン制御ユニットを中心とする全体的な制御回路部分のブロック図である。 同電気炊飯器のＩＧＢＴの保護を前提として構成された電圧検出回路部分の構成を示す電気回路図である。 同電気炊飯器のマイコン制御ユニットによるＩＧＢＴの保護を前提とする出力制御の内容を示すフローチャートである。 同電気炊飯器のＩＧＢＴ同制御に対応したタイムチャートである。 同電気炊飯器の電源電圧の歪を示す電圧波形図である。 同電気炊飯器の電源電圧波形とＩＧＢＴ駆動電流の波形を示す図である。 一般の電気炊飯器の電源回路に供給される交流電源電圧Ｖａｃの波形図である。

符号の説明

１は外ケース、２は蓋ユニット、３は内鍋、４は内ケース、６Ａは制御基板、６Ｂはマイコン基板、２４はノイズカット用コンデンサ、２９Ｂは電圧検出回路、２９ｃはゼロクロス検出回路、３０はＡＣ電源、３２はマイコン制御ユニット、３５は整流回路、Ｈ₁は保温ヒータ、Ｈ₂は肩ヒータ、Ｃはワークコイル、Ｃ₁，Ｃ₂はコンデンサ、Ｒ₁〜Ｒ₅は抵抗、Ｔｒはスイッチングトランジスタ、Ｄはダイオードである。

Claims (6)

1. ワークコイルと、該ワークコイルを駆動する半導体スイッチング素子と、電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、上記半導体スイッチング素子のゲートに印加されるゲート電圧に応じてワークコイルに電流を流して内鍋を加熱するフィードバック制御機能を有する加熱制御手段と、上記半導体スイッチング素子の導通時間を短かく補正する導通時間補正手段とを備えてなる電気炊飯器において、当該電気炊飯器に電源が入っていて、炊飯メニュー等が設定され、炊飯スタートスイッチがＯＮになるのを待っている待機状態であるか否かを判定する待機状態判定手段を設け、該待機状態判定手段により待機状態であると判定された時に、上記電源電圧検出手段によって電源電圧を検出し、同検出された電源電圧の低下が所定の基準レベル以上の場合に、上記導通時間補正手段によって上記半導体スイッチング素子の導通時間を短かく補正するようにしたことを特徴とする電気炊飯器。
2. ワークコイルと、該ワークコイルを駆動する半導体スイッチング素子と、電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、上記半導体スイッチング素子のゲートに印加されるゲート電圧に応じてワークコイルに電流を流して内鍋を加熱するフィードバック制御機能を有する加熱制御手段と、上記電源電圧検出手段により検出された電源電圧の低下が、所定の基準レベル以上の場合に、上記半導体スイッチング素子の導通時間を短かく補正する導通時間補正手段とを備えてなる電気炊飯器において、上記電源電圧検出手段を、入力電源電圧のピーク値を検出するピーク値検出手段と同入力電源電圧の実効値を検出する実効値検出手段との２つの検出手段により構成したことを特徴とする電気炊飯器。
3. 電源電圧検出手段により検出された電源電圧の低下が、所定の基準レベルよりも小さい場合には、半導体スイッチング素子の導通時間を本来の最大設定時間通りに制御するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の電気炊飯器。
4. 電源電圧検出手段により検出される電源電圧の低下が、所定の基準レベルよりも小さい状態に回復した場合にも、同回復時から所定の時間が経過するまでは半導体スイッチング素子の導通時間を本来の最大設定時間よりも短かく補正する導通時間補正制御を継続するようにしたことを特徴とする請求項１，２又は３記載の電気炊飯器。
5. 所定時間の間に複数回連続して所定の基準レベル以上の電源電圧の低下を検出した場合には、半導体スイッチング素子の導通時間を本来の最大設定時間よりも短かく補正する導通時間補正制御を継続するようにしたことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の電気炊飯器。
6. 炊飯工程又は保温工程において、その出力が所定の値以下の場合には、半導体スイッチング素子の導通時間を短かく補正する導通時間補正制御を行わないようにしたことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の電気炊飯器。

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