JP4026534B2

JP4026534B2 - 炊飯器

Info

Publication number: JP4026534B2
Application number: JP2003119987A
Authority: JP
Inventors: 英樹両角; 浩典浜田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: JP2004321462A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱コイルに流れる高周波電流をスイッチング手段により制御し鍋を加熱する炊飯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の炊飯器は図５に示すように構成していた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図５に示すように、鍋１は水や米を入れるもので、電気回路モデルで示しており、この鍋１は磁束を通す金属を複数用いた積層体で構成している。加熱コイル２は、複数の銅線を束ねたリッツ線で構成し、鍋１と加熱コイル２は電磁気的に結合している。つまり、加熱コイル２に電流が流れることにより、加熱コイル２に磁束が発生し、この磁束が鍋１の金属を通過することにより、鍋１の金属に電流が流れ、この電流と金属の抵抗により鍋１を加熱するようにしている。
【０００４】
共振コンデンサ３は、加熱コイル２に並列接続しており、加熱コイル２と並列共振回路を構成している。スイッチング手段４は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体素子と、この半導体素子に逆接続した逆接続ダイオードで構成し、加熱コイル２に流れる高周波電流を制御する。
【０００５】
整流平滑手段６は、ダイオードブリッジ７、チョークコイル８、コンデンサ９で構成し、１００Ｖ、６０Ｈｚの交流電源５を整流している。このとき、コンデンサ９の容量は数μＦと小さいので、加熱コイル２に高周波電流を流した場合、大きなリプルを発生し、交流電源５を整流した波形と同一となるが、２０数ｋＨｚの高周波電圧を平滑することができる。
【０００６】
ピーク電圧設定手段６１は、２つ以上の抵抗からなる分圧回路で構成しており、スイッチング手段４の両端電圧の基準電圧を設定する。この基準電圧は７００Ｖ付近になるように、トリミングやボリュームにて調整済みである。
【０００７】
ピーク電圧検知手段６２は、スイッチング手段４に印加される電圧を２つ以上の抵抗で分圧する分圧回路と、この分圧回路の出力ピーク値を保持するピークホールド回路で構成している。ここで、ピークホールド回路は、分圧回路の出力をベース端子に入力するトランジスタと、このトランジスタのエミッタ端子に接続した電解コンデンサと、この電解コンデンサに並列接続した放電抵抗とで構成している。このとき、電解コンデンサと放電抵抗の時定数は、交流電源５の半周期よりも十分長い時間になるように設定している。
【０００８】
ＡＤ変換器６３は、マイクロコンピュータ内部に予め設けたものを使用している。このＡＤ変換器６３は、ピーク電圧検知手段６２の出力電圧をＡＤ変換し、その値を導通時間設定手段６５に出力する。
【０００９】
零電圧検知手段６４は、交流電源５の両端にフォトカプラを接続することで構成している。フォトカプラは、交流電源５の両端電圧が所定値を越えるとハイを導通時間設定手段６５に出力し、交流電源５の両端電圧が所定値以下であるとローを出力する。
【００１０】
導通時間設定手段６５はマイクロコンピュータで構成している。この導通時間設定手段６５は、零電圧検知手段６４の出力エッジを検知するごとに、ピーク電圧設定手段６１とピーク電圧検知手段６２の出力を比較して、スイッチング手段４の導通時間を設定し、駆動手段１３に設定された導通時間、ハイを出力する。
【００１１】
駆動手段１３は、ＰＮＰトランジスタ、ＮＰＮトランジスタからなるプッシュプル回路で構成している。駆動手段１３は、導通時間設定手段６４のハイ、ローの信号を受けて、スイッチング手段４を構成するＩＧＢＴのゲートに信号を出力する。ＩＧＢＴは、この信号を受けてオンオフし、加熱コイル２に電流を流したり、遮断したりする。
【００１２】
上記構成において動作を説明する。炊飯を開始すると、導通時間設定手段６５を構成するマイクロコンピュータは、零電圧検知手段６４の出力エッジを検知すると、ピーク電圧設定手段６１とピーク電圧検知手段６２の出力を比較して、ピーク電圧設定手段６１の出力が大きければ、スイッチング手段４の導通時間を現在の設定よりも長くし、ピーク電圧設定手段６１の出力が小さければ、スイッチング手段４の導通時間を現在の設定よりも短くする。そして、導通時間設定手段６５は設定された時間ハイを駆動手段１３に出力する。
【００１３】
駆動手段１３は、スイッチング手段４をオンし、加熱コイル２に電流を流す。このときの導通時間をＴｄ、整流平滑手段６の印加電圧をＶ、加熱コイル２のインダクタンスをＬとすると、Ｔｄ時に加熱コイル２に流れている電流ＩＬは、
ＩＬ＝（Ｖ／Ｌ）×Ｔｄ
で表すことができる。つまり、加熱コイル２の電流ＩＬは、導通時間や整流平滑手段６の印加電圧に比例している。なお、このときに加熱コイル２にたまるエネルギーをＷＬとすると、
ＷＬ＝１／２×Ｌ×ＩＬ２
で表すことができる。この加熱コイル２のエネルギーＷＬは共振コンデンサ３との共振エネルギーになる。共振コンデンサ３にたまるエネルギーをＷＣ、共振コンデンサ３の両端電圧をＶＣとすると、
ＷＣ＝１／２×Ｃ×ＶＣ２
で表すことができる。加熱コイル２のエネルギーＷＬが共振コンデンサ３のエネルギーＷＣに変換されるので、
ＷＬ＝ＷＣ
となる。なお、スイッチング手段４の両端電圧Ｖｓｗは整流平滑手段６の出力電圧Ｖと共振コンデンサ３の両端電圧ＶＣの和となる。
【００１４】
以上の動作をまとめると、大きく２つのことがわかる。第１は、スイッチング手段４の導通時間を長くするほど、加熱コイル２に流れる電流が大きくなり、加熱コイル２にたまるエネルギーも大きくなるが、共振コンデンサ３の両端電圧も大きくなり、その結果、スイッチング手段４の両端電圧が大きくなるということである。第２は、導通時間が同じでも、整流平滑手段６の印加電圧が変化すると加熱コイル２に流れる電流が変化するので、スイッチング手段４の両端電圧も変化するということである。
【００１５】
図６は交流電源５の１周期における、主要部の動作波形を示している。図６（ａ）は交流電源５の電圧波形を示している。図６（ｂ）は交流電源５の入力電流波形を示している。図６（ｃ）は整流平滑手段６の出力電圧波形を示している。図６（ｄ）はスイッチング手段４の両端電圧の包絡線を示している。図６（ｅ）は加熱コイル２に供給される電流（すなわち、スイッチング手段４を構成するＩＧＢＴが導通しているときの電流）の包絡線を示している。
【００１６】
図６に示すように、交流電源５の半周期の間は、導通時間が一定なため、加熱コイル２に供給される電流は整流平滑手段６の出力電圧に比例して変動している。つまり、整流平滑手段６の出力電圧は交流電源５の電圧に対応しているので、加熱コイル２に供給される電流は交流電源５の電圧に対応して変動していることとなる。
【００１７】
以上のように、従来の炊飯器は、交流電源５の半周期ごとにスイッチング手段４の両端電圧のピーク値と設定値を比較してスイッチング手段４の導通時間を設定し、スイッチング手段４の両端電圧を設定値に抑えるものであった（例えば、特許文献１参照）。
【００１８】
【特許文献１】
特開平５−１１４４７２号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、交流電源５の半周期ごとにスイッチング手段４の導通時間を変更するので、加熱コイル２に流れる電流が整流平滑手段６の電圧に応じて変動する。そのため、加熱コイル２により大きな高周波電力を供給できるよう電流を増やそうとしても、整流平滑手段６の電圧がピークのときに、スイッチング手段４の両端電圧が最大定格を越えてしまうという問題があった。
【００２０】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、交流電源の入力電流の変化に対応して、スイッチング手段の導通時間の設定を瞬時に変更することで、交流電源の電圧が低いときに、入力電流が大きくなるようにスイッチング手段の導通時間を長くし、加熱コイルに供給する高周波電流を大きくできるようにすることを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、鍋と電磁気的に結合し高周波電力を供給して前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振回路を構成する共振コンデンサと、前記加熱コイルに流れる高周波電流を制御するスイッチング手段と、前記加熱コイルに電力を供給する交流電源と、前記交流電源を整流平滑する整流平滑手段と、前記交流電源の入力電流を設定する電流設定手段と、前記交流電源の入力電流の包絡線を検知し、この包絡線を全波整流する包絡線検知手段と、前記スイッチング手段の導通時間を設定する導通時間設定手段とを備え、前記導通時間設定手段は、前記電流設定手段と前記包絡線検知手段の出力に応じて導通時間を設定するよう構成し、導通時間の設定値に上限値を設けたものである。
【００２２】
これにより、交流電源の入力電流の変化に対応して、スイッチング手段の導通時間の設定を瞬時に変更することで、交流電源の電圧が低いときには、スイッチング手段の導通時間を長くして加熱コイルに流れる電流を大きくすることができ、加熱コイルに供給される高周波電力を大きくすることができる。同時に、スイッチング手段の導通時間を長くしても導通時間に上限値を設けているので、加熱コイルに流れる高周波電流の周波数範囲を限定することとなり、加熱コイルに流れる高周波電流の周波数が人間の可聴周波数域に入るのを防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、鍋と電磁気的に結合し高周波電力を供給して前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振回路を構成する共振コンデンサと、前記加熱コイルに流れる高周波電流を制御するスイッチング手段と、前記加熱コイルに電力を供給する交流電源と、前記交流電源を整流平滑する整流平滑手段と、前記交流電源の入力電流を設定する電流設定手段と、前記交流電源の入力電流の包絡線を検知し、この包絡線を全波整流する包絡線検知手段と、前記スイッチング手段の導通時間を設定する導通時間設定手段とを備え、前記導通時間設定手段は、前記電流設定手段と前記包絡線検知手段の出力に応じて導通時間を設定するよう構成し、導通時間の設定値に上限値を設けたものであり、交流電源の入力電流の変化に対応して、スイッチング手段の導通時間の設定を瞬時に変更することで、交流電源の電圧が低いときに、スイッチング手段の導通時間を長くして加熱コイルに流れる電流を大きくすることができ、加熱コイルに供給される高周波電力を大きくすることができる。同時に、スイッチング手段の導通時間を長くしても導通時間に上限値を設けているので、加熱コイルに流れる高周波電流の周波数範囲を限定することとなり、加熱コイルに流れる高周波電流の周波数が人間の可聴周波数域に入るのを防止することができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、包絡線検知手段の出力値の平均値を検出する平均電流検知手段と、前記交流電源の入力電流の平均値を設定する平均電流設定手段とを備え、電流設定手段は、前記平均電流検知手段と前記平均電流設定手段の出力に応じて入力電流の設定値を変更するようにしたようにしたものであり、入力電流波形に歪みが生じても、入力電流の平均値を一定に制御することができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、交流電源の入力電流の実効値を検知する実効電流検知手段と、前記交流電源の入力電流の実効値を設定する実効電流設定手段とを備え、電流設定手段は、前記実効電流検知手段と前記実効電流設定手段の出力に応じて入力電流の設定値を変更するようにしたものであり、入力電流波形に歪みが生じても、入力電流の実効値を一定に制御することができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、上記請求項２または３に記載の発明において、電流設定手段は、入力電流の設定値に上限値を設けたものであり、入力電流の設定値が過大になり、家庭用のブレーカが切れ、炊飯が中断するのを防止することができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（実施例１）
図１に示すように、鍋１は水や米を入れるもので、電気回路モデルで示しており、この鍋１は磁束を通す金属を複数用いた積層体で構成している。ただし、これは一例で、必ずしも積層体で構成する必要はなく、金属めっき処理をした鍋や、同一の金属のみを材料とした鍋でも構わない。鍋１を積層体や同一金属のみで構成する場合は、金属の厚さを管理するのが容易である。鍋１を金属めっき処理した場合は、表面の金属のみを変更するだけで、様々な種類の鍋を作成できる。
【００２９】
加熱コイル２は、複数の銅線を束ねたリッツ線を更に２０数本で撚った線で構成しており、高周波電流が流れたときの電流分布を均一にしている。特に図示していないが、加熱コイル２の上には鍋１を載置しており、鍋１と加熱コイル２は電磁気的に結合している。つまり、加熱コイル２に電流が流れることにより、加熱コイル２に磁束が発生し、この磁束が鍋１の金属を通過することにより、鍋１の金属に電流が流れ、この電流と金属の抵抗により鍋１を加熱するようにしている。
【００３０】
共振コンデンサ３は、高周波電流が流れても損失の少ないポリプロピレンコンデンサを使用し、加熱コイル２に並列接続しており、加熱コイル２と並列共振回路を構成している。スイッチング手段４は、加熱コイル２に流れる高周波電流を制御するもので、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体素子と、この半導体素子に逆接続した逆接続ダイオードで構成している。ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴは耐圧が高く、高周波のスイッチングが可能で、大電流を流すことができるという利点がある。
【００３１】
整流平滑手段６は、ダイオードブリッジ７、チョークコイル８、コンデンサ９で構成し、１００Ｖ、６０Ｈｚの交流電源５を整流平滑している。このとき、コンデンサ９の容量は数μＦと小さく、加熱コイル２に高周波電流を流した場合、リプルが生じる。本実施例では、このリプル電圧は、交流電源５の電圧と同じとなる。
【００３２】
電流設定手段１０は、交流電源５の入力電流を設定するもので、マイクロコンピュータ内のＲＯＭ、ＤＡ変換器などで構成している。本実施例の炊飯器には、炊飯、保温などの複数の動作モードがあり、これらの動作モードそれぞれに対応して、交流電源５の入力電流を設定できるようになっている。この入力電流の設定値（以下、入力電流設定値という）はマイクロコンピュータ内のＲＯＭに記憶されている。つまり、電流設定手段１０は、ＲＯＭから動作モードに対応して入力電流設定値を呼び出し、この入力電流設定値をＤＡ変換器でアナログ電圧に変換して、導通時間設定手段に１２に出力している。
【００３３】
包絡線検知手段１１は、交流電源５の半周期における入力電流の包絡線を検知するもので、この包絡線検知手段１１は、交流電源５と整流平滑手段６の間に設けた電流トランスと、この電流トランスの出力を全波整流するダイオードブリッジと、このダイオードブリッジの出力電圧を分圧する分圧回路とで構成している。本実施例では、ダイオードブリッジの出力を平滑する必要がないので、平滑用コンデンサを省略し、実装面積を小さくできる。ただし、これは一例で、電流検知抵抗をダイオードブリッジ７とコンデンサ９の間に設け、その両端電圧を検知する構成にしてもよい。
【００３４】
導通時間設定手段１２は、スイッチング手段４の導通時間を設定するもので、オペアンプなどを用いた増幅回路と、コンパレータなどを用いた発振回路とで構成している。増幅回路は、電流設定手段１０により設定する入力電流設定値と、包絡線検知手段１１により検知する入力電流の包絡線を誤差増幅し、発振回路に出力する。発振回路は増幅回路の出力電圧に応じてハイ信号の時間を変化させ、ロー信号の時間を一定にすることで発振周波数を変化させる。
【００３５】
このように、導通時間設定手段１２をアナログ回路で構成する場合は、演算スピードの遅いマイクロコンピュータを使用することができるので、低コスト化、マイコン消費電力の削減が可能である。
【００３６】
ただし、これは一例であり、演算スピードの速いマイクロコンピュータを使用し、導通時間設定手段１２をこのマイクロコンピュータで構成することもできる。例えば、最近のマイクロコンピュータにはＡＤ変換器やＰＷＭ出力端子が内蔵されているので、包絡線検知手段１１の出力をＡＤ変換器に入力し、ＡＤ変換器のデジタル出力と入力電流設定値を比較して、導通時間を設定する。この導通時間に応じて、マイクロコンピュータのＰＷＭ端子からハイまたはローの信号を出力することで、スイッチング手段４をオンオフすることができる。この場合には、オペアンプやコンパレータなどのアナログ回路分の実装面積を減らすことができる。
【００３７】
駆動手段１３は、ＰＮＰトランジスタ、ＮＰＮトランジスタからなるプッシュプル回路で構成している。この駆動手段１３は、導通時間設定手段１１のハイ、ローの信号を受けて、スイッチング手段４を構成するＩＧＢＴのゲートに信号を出力する。ＩＧＢＴは、この信号を受けてオンオフし、加熱コイル２に電流を流したり、遮断したりする。
【００３８】
上記構成において動作を説明する。まず、炊飯が開始されると、電流設定手段１０が動作モードごとに決められた入力電流設定値Ｉｓを設定する。本実施例では、各動作モードごとに入力電流設定値があるが、ここでは、一例として、Ｉｓ＝１０Ａを設定する。
【００３９】
交流電源５の電圧が低いときには、整流平滑手段６の出力電圧も低いので、加熱コイル２への印加電圧が低くなる。このため、整流平滑手段６の出力電圧が高いときと同じ導通時間では加熱コイル２に流れる電流は小さくなる。このときの導通時間をＴｄ、整流平滑手段６の印加電圧をＶ、加熱コイル２のインダクタンスをＬとすると、Ｔｄ時に加熱コイル２に流れている電流ＩＬは、
ＩＬ＝（Ｖ／Ｌ）×Ｔｄ
で表すことができる。
【００４０】
加熱コイル２に供給する電流が小さければ、そのときの交流電源５から整流平滑手段６への入力電流Ｉｉｎも小さくなる。つまり、包絡線検知手段１１が検知する入力電流値Ｉｉｎが入力電流設定値Ｉｓより低くなるので、導通時間設定時間１２を構成する増幅回路は出力電圧を大きくする。すると、導通時間設定手段１２を構成する発振回路がハイ信号を長くするので、瞬時にスイッチング手段４の導通時間が長くなる。この結果、加熱コイル２に流れる電流が増え、交流電源５より供給される入力電流Ｉｉｎも入力電流設定値Ｉｓに近づく。
【００４１】
逆に、交流電源５の電圧がピーク値付近のときには、整流平滑手段６の出力もピーク値付近に上昇し、加熱コイル２への印加電圧が高くなるので、導通時間が同じ場合、整流平滑手段６の出力が低いときに比べ、加熱コイル２に流れる電流が大きくなる。つまり、包絡線検知手段１１が検知する入力電流値Ｉｉｎが入力電流設定値Ｉｓより大きくなるので、増幅回路は出力電圧を小さくする。発振回路はこの出力電圧に応じてハイ信号を短くするので、スイッチング手段４の導通時間が短くなり、交流電源５より供給される入力電流Ｉｉｎは入力電流設定値Ｉｓまで低下する。
【００４２】
図２（ａ）は交流電源５の電圧波形を示している。図２（ｂ）は交流電源５の入力電流波形を示している。図２（ｃ）は整流平滑手段６の電圧波形を示している。図２（ｄ）は加熱コイル２に流れる電流ＩＬのうち整流平滑手段６より供給される電流の包絡線を示している。図２に示すように、交流電源５の電圧が低いときと高いときの加熱コイル２に流れる電流の差を小さくなっている。
【００４３】
このように、交流電源５の入力電流を入力電流設定値Ｉｓに制御することで、交流電源５の電圧が低いときでも加熱コイル２に流す高周波電流を大きくすることができるので、スイッチング手段４の導通時間を交流電源５の半周期ごとに制御していたときに比べ、交流電源５の半周期全体の電力量を増加することができる。
【００４４】
したがって、従来の炊飯器と入力電流を同じにすれば、交流電源５の電圧が高いときのスイッチング手段４の導通時間を短くすることができ、スイッチング手段４の両端電圧を低くすることができる。これにより、従来の炊飯器に比べ、スイッチング手段４の電圧定格が低いものを使用することができる。スイッチング手段４にＭＯＳＦＥＴを使用する場合には、電圧定格が低くなればオン抵抗も小さくなるので、損失を下げることができる。また、スイッチング手段４の両端電圧が低くなることで、２００Ｖ電源の地域にも対応することができる。
【００４５】
（実施例２）
図３は、本発明の第２の実施例の導通時間設定手段の回路構成を示しており、この導通時間設定手段は導通時間の設定値に上限値を設けたもので、増幅回路２１は、オペアンプ２２、抵抗２３、２４からなる反転増幅回路として構成している。この増幅回路２１は、電流設定手段１０により設定する入力電流設定値Ｉｓと包絡線検知手段１１により検知する入力電流Ｉｉｎの差分を抵抗２３、２４の抵抗値の比率で誤差増幅している。
【００４６】
リードラグフィルタ２５は、２つの抵抗２６、２７と電解コンデンサ２８の直列回路で構成している。導通時間制限回路２９は、ツェナーダイオードで構成している。本実施例では、このツェナーダイオードのツェナー電圧で上限値を設定することにより、リードラグフィルタ２５の出力値が所定値以下に制限されている。
【００４７】
発振回路３０は、複数のコンパレータで構成し、この発振回路３０は、リードラグフィルタ２５の出力値に応じてハイの出力時間を変化させるとともにローの出力時間を一定にすることで、駆動手段１３への出力信号の発振周波数を変化させる。他の構成は上記実施例１と同じであり、説明を省略する。
【００４８】
上記構成において導通時間設定手段の動作について説明する。整流平滑手段６の出力電圧が低いときには、出力電圧が高いときに比べ導通時間が同じでも加熱コイル２に流れる高周波電流が小さくなるので、交流電源５より供給される入力電流Ｉｉｎも小さくなる。
【００４９】
したがって、入力電流Ｉｉｎが入力電流設定値Ｉｓよりも小さくなるので、増幅回路２１の出力は大きくなる。このため、リードラグフィルタ２５の出力も大きくなるが、ツェナーダイオードの動作電圧以上には増加しない。発振回路３０は、この出力電圧に応じてハイ信号の出力時間を変えているので、ハイ信号は一定時間までしか増加しないことになる。
【００５０】
本実施例では、発振回路３０はハイ信号の出力時間を変化させるとともにロー信号の出力時間を一定にしているので、発振周波数は一定値以下には下がらないこととなる。
【００５１】
このように、導通時間設定手段が設定する導通時間に上限値を設けることにより、加熱コイル２に流れる高周波電流の周波数に下限値を設けることができるので、加熱コイル２に流れる高周波電流の周波数が人間の可聴周波数範囲の上限値２０ｋＨｚより下がらないようにすることができ、騒音の小さい炊飯器を実現することができる。
【００５２】
なお、本実施例における導通時間設定手段の構成はこれに限るものではなく、例えば、マイクロコンピュータを利用しても構わない。
【００５３】
（実施例３）
図４に示すように、平均電流設定手段４１は、交流電源５の入力電流の平均値を設定するもので、本実施例では、マイクロコンピュータで構成している。本実施例の炊飯器には、炊飯、保温などの複数の動作モードがある。この動作モードごとに対応した平均入力電流の設定値（以下、平均電流設定値Ｉａｓという）を設けている。この平均電流設定値Ｉａｓはマイクロコンピュータ内のＲＯＭなどに記憶されている。つまり、平均電流設定手段４１は、動作モードごとにＲＯＭデータから所定の平均電流設定値Ｉａｓを呼び出している。
【００５４】
平均電流検知手段４２は、交流電源５の入力電流の平均値を検知するもので、包絡線検知手段１１の出力電圧の平均値を検知するようにしている。この平均電流検知手段４２は、オペアンプと、このオペアンプの出力を平滑する電解コンデンサと、この電解コンデンサに並列接続した抵抗とで構成している。
【００５５】
電流設定手段４３は、平均電流検知手段４２と平均電流設定手段４１の出力に応じて入力電流の設定値を変更するもので、マイクロコンピュータ内のＡＤ変換器と演算回路で構成している。他の構成は上記実施例１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。
【００５６】
上記構成において動作を説明する。まず、炊飯が開始されると、平均電流設定手段４１により動作モードごとに決められた電流設定値Ｉａｓを設定する。つぎに、電流設定手段４３により動作モードごとに決められた初期値を電流設定値Ｉｓとして設定する。本実施例では、電流設定値Ｉｓの初期値を１０Ａとしている。
【００５７】
さらに、電流設定手段４３は平均電流設定値Ｉａｓと平均電流検知手段４２により検知した平均電流値を比較し、変動電流値ｄＩｓを設定する。その後、電流設定手段４３は、
Ｉｓ＝Ｉｓ＋ｄＩｓ
に基づいて、電流設定値Ｉｓを変更する。ここで、電流設定値Ｉｓの更新タイミングは交流電源５の半周期につき１回である。導通時間設定手段１２は、この電流設定値Ｉｓと包絡線検知手段１１により検知した入力電流値を比較して導通時間を設定する。
【００５８】
図４に示す主要部の波形は図２と同じである。つまり、交流電源５の入力電流波形は正弦波にはならないが、平均電流を検知するので、波形変化による入力電流変動の影響を抑えることができる。
【００５９】
このように、本実施例では、電流設定手段４３が平均電流設定手段４１と平均電流検知手段４２の出力に応じて、入力電流設定値Ｉｓを更新するので、入力電流の波形変化に対応することができ、入力電流のばらつきを抑えることができる。
【００６０】
なお、入力電流設定値Ｉｓに上限値を設けることもできる。例えば、電流設定手段４３を構成するマイクロコンピュータのＲＯＭに予め入力電流設定値の上限値を記憶しておき、この上限値と電流設定手段４３が設定した入力電流設定値Ｉｓとを比較する工程を追加する。この比較工程で、入力電流設定値Ｉｓが上限値より大きければ、電流設定手段４３は入力電流設定値を上限値に変更する。
【００６１】
このように、電流設定手段４３が設定する入力電流設定値に上限値を設けることにより、家庭内のブレーカが遮断しないように入力電流を抑えることができる。したがって、過大な電流が流れることでブレーカが落ちて炊飯できなくなるのを防止することができる。
【００６２】
また、入力電流の平均値を検知する代わりに実効電流検知手段を設け、入力電流の実効値を検知するようにしてもよい。この場合、実効電流検知手段は電流トランスの出力値の実効値を検知する実効値検知回路で構成する。実効値検知回路はオペアンプなどので構成することができる。入力電流の実効値を検知する場合も、平均値を検知する場合と同様に、入力電流波形の変化に対応でき、容易に入力電流値を推測することができる。さらに、実効値を検知する場合は、交流電源５の電圧を検知することで、入力電力を正確に把握することができるので、より電力供給の安定した炊飯器を提供することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、スイッチング手段の導通時間を設定する導通時間設定手段は、交流電源の入力電流を設定する電流設定手段と交流電源の入力電流の包絡線を検知する包絡線検知手段の出力に応じて、導通時間を設定するよう構成したから、整流平滑手段の電圧が低いとき、すなわち交流電源の電圧が低いときに加熱コイルに流す電流を増加することができるので、スイッチング手段の両端電圧が低いままで、加熱コイルから鍋への高周波電力の供給を増加することができる。また、導通時間設定手段は、導通時間の設定値に上限値を設けたから、加熱コイルに流れる高周波電流の動作周波数に下限を設けることができるので、人間の可聴周波数範囲外の動作周波数にすることができ、低騒音の炊飯器を提供できる。
【００６４】
また、請求項２に記載の発明によれば、包絡線検知手段の出力値の平均値を検出する平均電流検知手段と、前記交流電源の入力電流の平均値を設定する平均電流設定手段とを備え、電流設定手段は、前記平均電流検知手段と前記平均電流設定手段の出力に応じて入力電流の設定値を変更するようにしたから、入力電流波形に歪みが生じても、入力電流の平均値を一定に制御することができ、炊飯器の入力電力を一定に制御することができる。
【００６５】
また、請求項３に記載の発明によれば、交流電源の入力電流の実効値を検知する実効電流検知手段と、前記交流電源の入力電流の実効値を設定する実効電流設定手段とを備え、電流設定手段は、前記実効電流検知手段と前記実効電流設定手段の出力に応じて入力電流の設定値を変更するようにしたから、入力電流波形に歪みが生じても、入力電流の実効値を一定に制御することができ、炊飯器の入力電力を一定に制御することができる。
【００６６】
また、請求項４に記載の発明によれば、電流設定手段は、入力電流の設定値に上限値を設けたから、入力電流を一定値に抑えることができるので、ブレーカが切れることがなくなり、炊飯が中断するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の炊飯器の一部ブロック化した要部回路図
【図２】同炊飯器の要部電圧、電流波形図
【図３】本発明の第２の実施例の炊飯器の導通時間設定手段の回路図
【図４】本発明の第３の実施例の炊飯器の一部ブロック化した要部回路図
【図５】従来の炊飯器の一部ブロック化した要部回路図
【図６】同炊飯器の要部電圧、電流波形図
【符号の説明】
１鍋
２加熱コイル
３共振コンデンサ
４スイッチング手段
５交流電源
６整流平滑手段
１０電流設定手段
１１包絡線検知手段
１２導通時間設定手段

Claims

鍋と電磁気的に結合し高周波電力を供給して前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振回路を構成する共振コンデンサと、前記加熱コイルに流れる高周波電流を制御するスイッチング手段と、前記加熱コイルに電力を供給する交流電源と、前記交流電源を整流平滑する整流平滑手段と、前記交流電源の入力電流を設定する電流設定手段と、前記交流電源の入力電流の包絡線を検知し、この包絡線を全波整流する包絡線検知手段と、前記スイッチング手段の導通時間を設定する導通時間設定手段とを備え、前記導通時間設定手段は、前記電流設定手段と前記包絡線検知手段の出力に応じて導通時間を設定するよう構成し、導通時間の設定値に上限値を設けた炊飯器。
包絡線検知手段の出力値の平均値を検出する平均電流検知手段と、前記交流電源の入力電流の平均値を設定する平均電流設定手段とを備え、電流設定手段は、前記平均電流検知手段と前記平均電流設定手段の出力に応じて入力電流の設定値を変更するようにした請求項１に記載の炊飯器。
交流電源の入力電流の実効値を検知する実効電流検知手段と、前記交流電源の入力電流の実効値を設定する実効電流設定手段とを備え、電流設定手段は、前記実効電流検知手段と前記実効電流設定手段の出力に応じて入力電流の設定値を変更するようにした請求項１に記載の炊飯器。
電流設定手段は、入力電流の設定値に上限値を設けた請求項２または３記載の炊飯器。