JP4100259B2 - 炊飯器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱コイルと電磁気的に結合した鍋に高周波電力を供給して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１２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１２に示すように、交流電源１は１００Ｖ６０Ｈｚをダイオードブリッジ３、チョークコイル４、コンデンサ５で構成した整流手段２に供給し、交流電源１を全波整流する。このとき、コンデンサ５の容量は数μＦと小さいので、負荷に電流を供給した場合、大きなリプルを発生し、交流電源１を整流した波形と同一となる。
【０００４】
加熱コイル６は、整流手段２より電力を供給され、複数の銅線を束ねたリッツ線で構成している。鍋７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７は磁束を通す金属を複数用いた積層体で構成されている。加熱コイル６と鍋７は電磁気的に結合している。つまり、加熱コイル６に電流が流れることにより、加熱コイル６に磁束が発生し、この磁束が鍋７の金属を通過することにより、鍋７の金属に電流が流れ、この電流と金属の抵抗により鍋７を加熱する。
【０００５】
共振コンデンサ８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９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、整流手段２から加熱コイル６に供給される電流をオンオフする。
【０００６】
駆動回路１１は、ＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタにより構成したプッシュプル回路と、ＩＧＢＴのゲート信号の立ち上がり時間を設定する押し込み抵抗と、ＩＧＢＴのゲート信号の立ち下がり時間を設定する引き抜き抵抗で構成している。
【０００７】
同期信号出力手段１４は、スイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧を分圧する第１の抵抗分圧回路１５と、整流手段２の出力電圧を分圧する第２の抵抗分圧回路１６と、第１の抵抗分圧回路１５と第２の抵抗分圧回路１６の出力を比較しハイまたはローいずれかを出力する比較回路１７とで構成している。
【０００８】
パワー制御手段１０２は、同期信号出力手段１４の出力に応じて充放電を行う充放電回路１０３と、この充放電回路１０３の充電時間を設定するＤＡ変換器１０４とで構成している。
【０００９】
充放電回路１０３は、コンパレータと抵抗とコンデンサとダイオードとで構成し、同期信号出力手段１４の出力がハイのときにはＤＡ変換器１０４の出力電圧になるまでコンデンサを充電する。この充電時間がスイッチング手段９のオン時間に相当する。コンデンサの電圧がＤＡ変換器１０４の出力電圧になると、充放電回路１０３は放電を開始する。同期信号出力手段１４の出力が再びハイになると、充放電回路１０３は放電を停止し、再び充電を開始する。
【００１０】
以上のように、従来の炊飯器においては、パワー制御手段１０２を構成するコンデンサの充電とＤＡ変換器１０４の出力電圧によりスイッチング手段９のオン時間を設定し、コンデンサの放電と同期信号出力手段１４の出力電圧によりスイッチング手段９のオフ時間を制御するものであった（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−１５９８７２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成では、同期信号出力手段１４よりハイ信号が出力されないと、スイッチング手段９をオンすることができないという問題を有するものであった。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、スイッチング手段のオンタイミングを決定する同期信号出力手段の出力がなくても、スイッチング手段をオンできるようにすることを目的としている。
【００１４】
【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、交流電源を整流する整流手段と、前記整流手段より電力を供給される加熱コイルと、前記加熱コイルと電磁気的に結合し高周波電力を供給される鍋と、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、前記整流手段から前記加熱コイルに供給される電流をオンオフするスイッチング手段と、前記スイッチング手段のオンオフを制御する制御手段と、前記スイッチング手段のオフ時間の最大値を設定するオフ時間設定手段と、前記スイッチング手段の両端電圧により同期信号を出力する同期信号出力手段と、スイッチング手段のオン時間を設定するオン時間設定手段とを備え、前記オフ時間設定手段は、前記オン時間設定手段により設定したオン時間に応じてオフ時間を変更し、前記オン時間設定手段により設定するオン時間とオフ時間設定手段により設定するオフ時間の和に最大値を設け、前記制御手段は前記オフ時間設定手段により設定したオフ時間の最大値または同期信号出力手段の出力信号に応じて、前記スイッチング手段をオンするよう構成したものである。
【００１５】
これにより、スイッチング手段のオンタイミングを決定する同期信号出力手段の出力がない場合でも、オフ時間の最大値に達すると再びスイッチング手段をオンすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、交流電源を整流する整流手段と、前記整流手段より電力を供給される加熱コイルと、前記加熱コイルと電磁気的に結合し高周波電力を供給される鍋と、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、前記整流手段から前記加熱コイルに供給される電流をオンオフするスイッチング手段と、前記スイッチング手段のオンオフを制御する制御手段と、前記スイッチング手段のオフ時間の最大値を設定するオフ時間設定手段と、前記スイッチング手段の両端電圧により同期信号を出力する同期信号出力手段と、スイッチング手段のオン時間を設定するオン時間設定手段とを備え、前記オフ時間設定手段は、前記オン時間設定手段により設定したオン時間に応じてオフ時間を変更し、前記オン時間設定手段により設定するオン時間とオフ時間設定手段により設定するオフ時間の和に最大値を設け、前記制御手段は前記オフ時間設定手段により設定したオフ時間の最大値または同期信号出力手段の出力信号に応じて、前記スイッチング手段をオンするよう構成したものであり、動作周波数が可聴領域まで低下するのを防止しながら、スイッチング手段のオンタイミングを決定する同期信号出力手段からの出力信号がなくても、オフ時間の最大値になるとスイッチング手段を再びオンし、スイッチング手段のオン時間が短いときでも、スイッチング手段のオンタイミングのずれを抑えることができる。さらに、動作周波数が可聴領域まで低下するのを防止することができる。
【００１７】
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、オン時間設定手段により設定するオン時間に応じて、同期信号出力手段の出力とオフ時間設定手段の出力いずれかを一方を選択する選択手段を設け、制御手段は、前記選択手段の出力に応じてスイッチング手段をオンオフ制御するよう構成したものであり、スイッチング手段のオン時間が短いときに同期信号出力手段の同期信号が本来のタイミングより早く出力されても、スイッチング手段をオンしないので、スイッチング手段のオン時の損失を抑えることができる。
【００１８】
【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。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。なお、共振コンデンサ８は、本実施例で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ている。
【００１９】
（実施例１）
図１に示すように、制御手段１０は、スイッチング手段９のオンオフを制御するもので、ＰＷＭ回路１２と駆動回路１１とで構成し、ＰＷＭ回路１２は、本実施例では、マイクロコンピュータに予め内蔵されたＣＭＯＳ回路などで構成している。このＰＷＭ回路１２はマイクロコンピュータ内で設定されたパルス幅を出力する機能と、外部からの立ち上がり信号によりハイ出力を開始する機能を有している。
【００２０】
オフ時間設定手段１３は、スイッチング手段９のオフ時間の最大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内部のＲＯＭとオフ時間を測定するカウンタで構成している。カウンタの出力値がＲＯＭに予め記憶した最大値に達すると、ＰＷＭ回路１２にハイ出力する。ただし、これは一例であり、例えばマイクロコンピュータ内部のＡＤ変換器を用いてもよい。ＡＤ変換器に入力するアナログ電圧に相当する値をオフ時間の最大値とするので、抵抗分圧回路などでオフ時間の最大値の調整を容易にすることできる。
【００２１】
同期信号出力手段１４は、スイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧を検知する第１の抵抗分圧回路１５と、整流手段２の出力電圧を検知する第２の抵抗分圧回路１６と、第１の抵抗分圧回路１５と第２の抵抗分圧回路１６の出力を比較する比較回路１７により構成している。比較回路１７はコンパレータで構成し、第１の抵抗分圧回路１５の出力が大のときはローを出力し、第１の抵抗分圧回路１６の出力が小のときにはハイを出力する。なお、第１の抵抗分圧回路１５の分圧比と第２の抵抗分圧回路１６の分圧比は異なっている。これは、入力電力が最大となるときに、スイッチング手段９のスイッチングタイミングを最適にするためである。
【００２２】
ここで、制御手段１０は、オフ時間設定手段１３により設定したオフ時間の最大値または同期信号出力手段１４の出力信号に応じて、スイッチング手段９をオンするよう構成している。
【００２３】
図２は、主要部の動作波形を示しており、特に、スイッチング手段９のオン時間が短いときの動作波形を示している。
【００２４】
図２（ａ）はスイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧、図２（ｂ）はスイッチング手段９の電流、図２（ｃ）は第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧、図２（ｄ）は第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧、図２（ｅ）は比較回路１７の出力電圧、図２（ｆ）はオフ時間設定手段１３を構成するカウンタの出力、図２（ｇ）はＰＷＭ回路１２の出力を示している。
【００２５】
つぎに、スイッチング手段９のオン時間が短いときの動作について図１および図２を参照しながら説明する。
【００２６】
図２（ｇ）に示すように、ＰＷＭ回路１２がハイ信号を出力すると、駆動回路１１を介してスイッチング手段９がオンし、加熱コイル６を通して電流が流れる。このとき、スイッチング手段９に流れる電流は図２（ｂ）のように、時間とともに上昇する。スイッチング手段９に流れる電流の時間変化量ｄＩ／ｄｔは、加熱コイル６に印加される電圧をＶＬ、加熱コイル６のインダクタンスをＬとすると、
ｄＩ／ｄｔ＝ＶＬ／Ｌ・・・・・・・・・・（１）
となる。
【００２７】
オン時間が所定値になると、ＰＷＭ回路１２はロー信号を出力し、駆動回路１１を介してスイッチング手段９がオフになる。これにより、加熱コイル６に流れる電流が共振コンデンサ８に流れ、図２（ａ）に示すようにスイッチング手段９のコレクタ電圧が上昇する。第１の抵抗分圧回路１５の出力は図２（ｃ）のようにスイッチング手段９のコレクタ電圧に比例した波形を示している。
【００２８】
動作開始など、スイッチング手段９のオン時間が非常に短いときには、加熱コイル６に流れる電流が少ないので、スイッチング手段９のコレクタ電圧が低くなる。このため、第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧Ｖｃｅ２が第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧Ｖｉｎ２より低くなり、図２（ｅ）に示すように比較回路１７の出力がハイのままとなる。
【００２９】
一方、図２（ｆ）に示すように、オフ時間設定手段１３を構成するオフ時間カウンタが、ＰＷＭ回路１２のロー出力と同時にスタートしている。このオフ時間カウンタの値がＴｏｆｆ＿ｍａｘに達すると、図２（ｇ）に示すようにＰＷＭ回路１２が再びハイを出力する。
【００３０】
図３は、スイッチング手段９のオン時間が長いときの炊飯器の主要部動作波形である。
【００３１】
図３（ａ）はスイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧、図３（ｂ）はスイッチング手段９の電流、図３（ｃ）は第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧、図３（ｄ）は第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧、図３（ｅ）は比較回路１７の出力電圧、図３（ｆ）はオフ時間設定手段１３を構成するカウンタの出力、図３（ｇ）はＰＷＭ回路１２の出力を示している。
【００３２】
つぎに、スイッチング手段９のオン時間が長いときの動作について図１および図３を参照しながら説明する。
【００３３】
図３（ｇ）に示すようにＰＷＭ回路１２がハイ信号を出力すると、駆動回路１１を介してスイッチング手段９がオンし、加熱コイル６を通して電流が流れる。このとき、スイッチング手段９に流れる電流は図３（ｂ）のように、時間とともに上昇する。スイッチング手段９に流れる電流の時間変化量は上記（１）式となる。
【００３４】
オン時間が所定値になると、ＰＷＭ回路１２はロー信号を出力し、駆動回路１１を介してスイッチング手段９がオフになる。これにより、加熱コイル６に流れる電流が共振コンデンサ８に流れ、図３（ａ）に示すようにスイッチング手段９のコレクタ電圧が上昇する。第１の抵抗分圧回路１５の出力は図３（ｃ）のようにスイッチング手段９のコレクタ電圧に比例した波形を示している。
【００３５】
スイッチング手段９のオン時間が長いときには、加熱コイル６に流れる電流が大きいので、スイッチング手段９のコレクタ電圧が高くなる。このため、第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧Ｖｃｅ２が第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧Ｖｉｎ２より高くなり、図２（ｅ）に示すように比較回路１７の出力がローとなる。
【００３６】
一方、図２（ｆ）に示すように、オフ時間設定手段１３を構成するオフ時間カウンタが、ＰＷＭ回路１２のロー出力と同時にスタートしている。このオフ時間カウンタの値がＴｏｆｆ＿ｍａｘに達する前に、加熱コイル６と共振コンデンサ８の共振によりスイッチング手段９のコレクタ電圧が低下し、第１の抵抗分圧回路１５の出力Ｖｃｅ２が第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧Ｖｉｎ２より小さくなり、比較回路１７の出力がハイとなる。図２（ｇ）に示すようにＰＷＭ回路１２は、比較回路１７の出力を受けて、ハイを出力する。
【００３７】
以上のように、同期信号出力手段１４の出力信号がないときには、オフ時間設定手段１３で設定したオフ時間最大値で、再びスイッチング手段９をオンするので、スイッチング手段９のオン時間が長いときに、最適なスイッチングタイミングにするために、第１の抵抗分圧回路１５と第２の抵抗分圧回路１６の分圧比を変えても、スイッチング手段９のオン時間が短いときに、動作を停止することがない。
【００３８】
通常、スイッチング手段９のオン時間は少しずつ長くしていくが、このときにも、動作開始時のオン時間をより短い時間に設定することができる。
【００３９】
また、同期信号出力手段１４を構成する回路が故障した場合でも、スイッチング手段９をオンすることができるので、故障の少ない炊飯器を構成できる。
【００４０】
（実施例２）
図４に示すように、オン時間設定手段２１は、スイッチング手段９のオン時間を設定するもので、マイクロコンピュータ内部の演算回路で構成し、交流電源１より供給される入力電流が所定の値になるようにスイッチング手段９のオン時間を設定する。本実施例では、入力電流に相当する電圧値をＡＤ変換器を介してマイクロコンピュータ内に入力し、この値を予め設定された数式に入力することで、オン時間を設定している。なお、数式の計算は、交流電源１の一周期につき一回行われる。
【００４１】
オフ時間設定手段２２は、スイッチング手段９のオフ時間の最大値を設定するもので、上記実施例１と同様に、マイクロコンピュータで構成しているが、オン時間設定手段２１が設定するオン時間を予め記憶した数式に入力することで、オン時間設定手段２１により設定したオン時間に応じて、オフ時間の最大値を変更するよう構成している。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。
【００４２】
図５は、鍋７を加熱コイル６に戴置したときの加熱コイル６のインダクタンスを測定したグラフである。横軸は周波数、縦軸はインダクタンスを示している。図５に示すように、周波数が高くなるほど加熱コイル６のインダクタンスは低下する傾向を示す。これは、周波数が高くなるほど、加熱コイル６と鍋７の電磁気的な結合がよくなっているためである。
【００４３】
図６は、鍋７を加熱コイル６に戴置したときの加熱コイル６の抵抗値を測定したグラフである。横軸は周波数、縦軸は抵抗値を示している。図６に示すように、周波数が高くなるほど加熱コイル６の抵抗値は大きくなる。これは、表皮効果により、鍋７の表面に電流が集中しているからである。
【００４４】
図５および図６に示した加熱コイル６のインダクタンス、抵抗値、共振コンデンサ８の容量により、共振周波数は決定する。スイッチング手段９のオフ時間は共振周波数に相当する値となるので、スイッチング手段９のオフ時間も定まる。つまり、インダクタンスの変化に比べ抵抗値の変化が大きければ、スイッチング手段９のオン時間が短いほど、オフ時間が長くなり、逆に、インダクタンスの変化の方が大きければ、スイッチング手段９のオン時間が短いほどオフ時間も短くなる。
【００４５】
本実施例における、加熱コイル６はインダクタンスの変化に比べ抵抗値の変化が大きい。つまり、図７に示すように、スイッチング手段９のオン時間が長くなるほどオフ時間が短くなる傾向を示す。
【００４６】
つまり、オフ時間設定手段２２を構成するＲＯＭに予め図７に示したオン時間との関係を記憶することにより、同期信号出力手段１４より同期信号が出力されなくても最適なタイミングでスイッチング手段９をオンすることができる。
【００４７】
（実施例３）
図８に示すように、周期計算手段８１は、マイクロコンピュータ内部の演算回路で構成し、この周期計算手段８１は、オン時間設定手段２１により設定するオン時間とオフ時間設定手段２２により設定するオフ時間の合計時間、すなわち周期（以下、周期という）を計算する。
【００４８】
最大周期設定手段８２は、マイクロコンピュータで構成し、この最大周期設定手段８２は周期計算手段８１の出力の最大値（最大周期）を設定するとともに、そのときのスイッチング手段９のオン時間とオフ時間も設定している。このとき、最大周期は人間の可聴領域から外れた値となっている。最大周期設定手段８２はマイクロコンピュータ内部のＲＯＭに予め記憶された最大周期、オン時間、オフ時間を読み出す構成としている。
【００４９】
周期比較手段８３は、マイクロコンピュータ内部の演算回路で構成し、この周期比較手段８３は、周期計算手段８１により計算した周期と最大周期設定手段８２により設定した最大周期を比較し、値が小さい方を選択し、ＰＷＭ回路１２に出力する。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。
【００５０】
以上のように、スイッチング手段９のオン時間とオフ時間の和、すなわち周期の最大値を設定することで、人間の可聴領域より高い周波数で常に動作することができる。つまり、騒音の少ない炊飯器を実現できる。
【００５１】
（実施例４）
図９に示すように、オン時間設定手段９１は、マイクロコンピュータ内部の演算回路で構成し、このオン時間設定手段９１は、交流電源１より供給される入力電流が所定の値になるようにスイッチング手段９のオン時間を設定する。本実施例では、入力電流に相当する電圧値をＡＤ変換器を介してマイクロコンピュータ内に入力し、この値を予め設定された数式に入力することで、オン時間を設定している。なお、数式の計算は、交流電源１の一周期につき一回行われる。
【００５２】
選択手段９２は、マイクロコンピュータで構成し、この選択手段９１はオン時間設定手段９１により設定するオン時間が所定値Ｔｓより低いときには、オフ時間設定手段１３の出力をＰＷＭ回路１２に出力し、オン時間設定手段９１により設定するオン時間が所定値Ｔｓ以上のときには、同期信号出力手段１４の出力をＰＷＭ回路１２に出力する。
【００５３】
ここで、制御手段１０は、選択手段９２の出力に応じてスイッチング手段９をオンオフ制御するよう構成している。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。
【００５４】
なお、選択手段９２は、コンパレータやトランジスタで構成しても構わない。オン時間設定手段９１のパルス出力をＤＡ変換し、その値が低いときには、コンパレータまたはトランジスタにより同期信号出力手段１４の出力を強制的にロー保持にするので、同期信号は出力されなくなる。逆に、ＤＡ変換の値が高いときには、コンパレータまたはトランジスタがオープンコレクタとなるので、同期信号が出力できる。この方法はマイクロコンピュータの演算速度が遅く、処理時間が長くなる時に効果がある。
【００５５】
図１０は選択手段９１がなく、かつスイッチング手段９のオン時間が短いときの炊飯器の主要部動作波形である。
【００５６】
図１０（ａ）はスイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧、図１０（ｂ）はスイッチング手段９の電流、図１０（ｃ）は第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧、図１０（ｄ）は第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧、図１０（ｅ）は比較回路１７の出力電圧、図１０（ｆ）はオフ時間設定手段１３を構成するカウンタの出力、図１０（ｇ）はＰＷＭ回路１２の出力を示している。
【００５７】
図１０（ａ）に示すように、スイッチング手段９のオン時間が短いときには、加熱コイルの抵抗値が大きくなるため、コレクタ電圧波形の立下り時間が長くなる。したがって、同期信号出力手段１４が同期信号を出力しても、コレクタ電圧が０Ｖに下がる前にスイッチング手段９をオンすることになる。
【００５８】
図１１は選択手段９１により、オン時間が短いときにオフ時間設定手段１３の出力を選択した時の炊飯器の主要部動作波形である。
【００５９】
図１１（ａ）はスイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧、図１１（ｂ）はスイッチング手段９の電流、図１１（ｃ）は第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧、図１１（ｄ）は第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧、図１１（ｅ）は比較回路１７の出力電圧、図１１（ｆ）はオフ時間設定手段１３を構成するカウンタの出力、図１１（ｇ）はＰＷＭ回路１２の出力を示している。
【００６０】
図１１（ｅ）に示すように、比較回路１７の出力電圧を強制的にローにしているので、オフ時間設定手段１３の出力に応じてスイッチング手段９をオンすることになる。したがって、図１１（ａ）に示すように、コレクタ電圧が０Ｖ付近になったときにスイッチング手段９をオンすることができる。
【００６１】
以上のように、選択手段９１によりオフ時間設定手段１３の出力を選択することで、スイッチング手段９のオン時間が短いときでも、最適なスイッチングタイミングで動作させることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載の発明によれば、オフ時間設定手段により設定したオフ時間の最大値または同期信号出力手段の出力信号に応じて、スイッチング手段をオンするよう構成したから、スイッチング手段のオンタイミングを決定する同期信号出力手段からの出力信号がなくても、オフ時間設定手段により設定しオフ時間の最大値になるとスイッチング手段を再びオンすることができる。
【００６３】
さらに、オフ時間設定手段は、スイッチング手段のオン時間に応じて、オフ時間の最大値を変更するよう構成したから、同期信号出力手段より同期信号の出力がなくても、最適なタイミングでスイッチング手段をオンすることができる。
【００６４】
さらに、オン時間設定手段により設定するオン時間とオフ時間設定手段により設定するオフ時間の和に最大値を設けたから、動作周波数が所定値より下がらず、人間の可聴領域まで低下するのを防止することができる。
【００６５】
また、請求項２に記載の発明によれば、オン時間設定手段により設定するオン時間に応じて、同期信号出力手段の出力とオフ時間設定手段の出力いずれかを一方を選択する選択手段を設け、制御手段は、選択手段の出力に応じてスイッチング手段をオンオフ制御するよう構成したから、スイッチング手段のオン時間が短いときに同期信号出力手段の同期信号が本来のタイミングからずれても、オフ時間最大値でスイッチング手段をオンするので、スイッチング手段の損失を抑えることができる。
【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回路図
【図２】 同炊飯器のスイッチング手段のオン時間が短いときの要部電圧電流波形図
【図３】 同炊飯器のスイッチング手段のオン時間が長いときの要部電圧電流波形図
【図４】 本発明の第２の実施例の炊飯器の一部ブロック化した回路図
【図５】 同炊飯器の加熱コイルのインダクタンスの周波数特性図
【図６】 同炊飯器の加熱コイルの抵抗値の周波数特性図
【図７】 同炊飯器のスイッチング手段のオン時間とオフ時間の関係特性図
【図８】 本発明の第３の実施例の炊飯器の一部ブロック化した回路図
【図９】 本発明の第４の実施例の炊飯器の一部ブロック化した回路図
【図１０】 同炊飯器の選択手段がなくスイッチング手段のオン時間が短いときの要部電圧電流波形図
【図１１】 同炊飯器のスイッチング手段のオン時間が短いときオフ時間設定手段の出力を選択したときの要部電圧電流波形図
【図１２】 従来の炊飯器の一部ブロック化した回路図
【符号の説明】
１ 交流電源
２ 整流手段
６ 加熱コイル
７ 鍋
８ 共振コンデンサ
９ スイッチング手段
１０ 制御手段
１３ オフ時間設定手段
１４ 同期信号出力手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱コイルと電磁気的に結合した鍋に高周波電力を供給して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１２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１２に示すように、交流電源１は１００Ｖ６０Ｈｚをダイオードブリッジ３、チョークコイル４、コンデンサ５で構成した整流手段２に供給し、交流電源１を全波整流する。このとき、コンデンサ５の容量は数μＦと小さいので、負荷に電流を供給した場合、大きなリプルを発生し、交流電源１を整流した波形と同一となる。
【０００４】
加熱コイル６は、整流手段２より電力を供給され、複数の銅線を束ねたリッツ線で構成している。鍋７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７は磁束を通す金属を複数用いた積層体で構成されている。加熱コイル６と鍋７は電磁気的に結合している。つまり、加熱コイル６に電流が流れることにより、加熱コイル６に磁束が発生し、この磁束が鍋７の金属を通過することにより、鍋７の金属に電流が流れ、この電流と金属の抵抗により鍋７を加熱する。
【０００５】
共振コンデンサ８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９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、整流手段２から加熱コイル６に供給される電流をオンオフする。
【０００６】
駆動回路１１は、ＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタにより構成したプッシュプル回路と、ＩＧＢＴのゲート信号の立ち上がり時間を設定する押し込み抵抗と、ＩＧＢＴのゲート信号の立ち下がり時間を設定する引き抜き抵抗で構成している。
【０００７】
同期信号出力手段１４は、スイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧を分圧する第１の抵抗分圧回路１５と、整流手段２の出力電圧を分圧する第２の抵抗分圧回路１６と、第１の抵抗分圧回路１５と第２の抵抗分圧回路１６の出力を比較しハイまたはローいずれかを出力する比較回路１７とで構成している。
【０００８】
パワー制御手段１０２は、同期信号出力手段１４の出力に応じて充放電を行う充放電回路１０３と、この充放電回路１０３の充電時間を設定するＤＡ変換器１０４とで構成している。
【０００９】
充放電回路１０３は、コンパレータと抵抗とコンデンサとダイオードとで構成し、同期信号出力手段１４の出力がハイのときにはＤＡ変換器１０４の出力電圧になるまでコンデンサを充電する。この充電時間がスイッチング手段９のオン時間に相当する。コンデンサの電圧がＤＡ変換器１０４の出力電圧になると、充放電回路１０３は放電を開始する。同期信号出力手段１４の出力が再びハイになると、充放電回路１０３は放電を停止し、再び充電を開始する。
【００１０】
以上のように、従来の炊飯器においては、パワー制御手段１０２を構成するコンデンサの充電とＤＡ変換器１０４の出力電圧によりスイッチング手段９のオン時間を設定し、コンデンサの放電と同期信号出力手段１４の出力電圧によりスイッチング手段９のオフ時間を制御するものであった（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−１５９８７２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成では、同期信号出力手段１４よりハイ信号が出力されないと、スイッチング手段９をオンすることができないという問題を有するものであった。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、スイッチング手段のオンタイミングを決定する同期信号出力手段の出力がなくても、スイッチング手段をオンできるようにすることを目的としている。
【００１４】
【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、交流電源を整流する整流手段と、前記整流手段より電力を供給される加熱コイルと、前記加熱コイルと電磁気的に結合し高周波電力を供給される鍋と、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、前記整流手段から前記加熱コイルに供給される電流をオンオフするスイッチング手段と、前記スイッチング手段のオンオフを制御する制御手段と、前記スイッチング手段のオフ時間の最大値を設定するオフ時間設定手段と、前記スイッチング手段の両端電圧により同期信号を出力する同期信号出力手段と、スイッチング手段のオン時間を設定するオン時間設定手段とを備え、前記オフ時間設定手段は、前記オン時間設定手段により設定したオン時間に応じてオフ時間を変更し、前記オン時間設定手段により設定するオン時間とオフ時間設定手段により設定するオフ時間の和に最大値を設け、前記制御手段は前記オフ時間設定手段により設定したオフ時間の最大値または同期信号出力手段の出力信号に応じて、前記スイッチング手段をオンするよう構成したものである。
【００１５】
これにより、スイッチング手段のオンタイミングを決定する同期信号出力手段の出力がない場合でも、オフ時間の最大値に達すると再びスイッチング手段をオンすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、交流電源を整流する整流手段と、前記整流手段より電力を供給される加熱コイルと、前記加熱コイルと電磁気的に結合し高周波電力を供給される鍋と、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、前記整流手段から前記加熱コイルに供給される電流をオンオフするスイッチング手段と、前記スイッチング手段のオンオフを制御する制御手段と、前記スイッチング手段のオフ時間の最大値を設定するオフ時間設定手段と、前記スイッチング手段の両端電圧により同期信号を出力する同期信号出力手段と、スイッチング手段のオン時間を設定するオン時間設定手段とを備え、前記オフ時間設定手段は、前記オン時間設定手段により設定したオン時間に応じてオフ時間を変更し、前記オン時間設定手段により設定するオン時間とオフ時間設定手段により設定するオフ時間の和に最大値を設け、前記制御手段は前記オフ時間設定手段により設定したオフ時間の最大値または同期信号出力手段の出力信号に応じて、前記スイッチング手段をオンするよう構成したものであり、動作周波数が可聴領域まで低下するのを防止しながら、スイッチング手段のオンタイミングを決定する同期信号出力手段からの出力信号がなくても、オフ時間の最大値になるとスイッチング手段を再びオンし、スイッチング手段のオン時間が短いときでも、スイッチング手段のオンタイミングのずれを抑えることができる。さらに、動作周波数が可聴領域まで低下するのを防止することができる。
【００１７】
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、オン時間設定手段により設定するオン時間に応じて、同期信号出力手段の出力とオフ時間設定手段の出力いずれかを一方を選択する選択手段を設け、制御手段は、前記選択手段の出力に応じてスイッチング手段をオンオフ制御するよう構成したものであり、スイッチング手段のオン時間が短いときに同期信号出力手段の同期信号が本来のタイミングより早く出力されても、スイッチング手段をオンしないので、スイッチング手段のオン時の損失を抑えることができる。
【００１８】
【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。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。なお、共振コンデンサ８は、本実施例で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ている。
【００１９】
（実施例１）
図１に示すように、制御手段１０は、スイッチング手段９のオンオフを制御するもので、ＰＷＭ回路１２と駆動回路１１とで構成し、ＰＷＭ回路１２は、本実施例では、マイクロコンピュータに予め内蔵されたＣＭＯＳ回路などで構成している。このＰＷＭ回路１２はマイクロコンピュータ内で設定されたパルス幅を出力する機能と、外部からの立ち上がり信号によりハイ出力を開始する機能を有している。
【００２０】
オフ時間設定手段１３は、スイッチング手段９のオフ時間の最大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内部のＲＯＭとオフ時間を測定するカウンタで構成している。カウンタの出力値がＲＯＭに予め記憶した最大値に達すると、ＰＷＭ回路１２にハイ出力する。ただし、これは一例であり、例えばマイクロコンピュータ内部のＡＤ変換器を用いてもよい。ＡＤ変換器に入力するアナログ電圧に相当する値をオフ時間の最大値とするので、抵抗分圧回路などでオフ時間の最大値の調整を容易にすることできる。
【００２１】
同期信号出力手段１４は、スイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧を検知する第１の抵抗分圧回路１５と、整流手段２の出力電圧を検知する第２の抵抗分圧回路１６と、第１の抵抗分圧回路１５と第２の抵抗分圧回路１６の出力を比較する比較回路１７により構成している。比較回路１７はコンパレータで構成し、第１の抵抗分圧回路１５の出力が大のときはローを出力し、第１の抵抗分圧回路１６の出力が小のときにはハイを出力する。なお、第１の抵抗分圧回路１５の分圧比と第２の抵抗分圧回路１６の分圧比は異なっている。これは、入力電力が最大となるときに、スイッチング手段９のスイッチングタイミングを最適にするためである。
【００２２】
ここで、制御手段１０は、オフ時間設定手段１３により設定したオフ時間の最大値または同期信号出力手段１４の出力信号に応じて、スイッチング手段９をオンするよう構成している。
【００２３】
図２は、主要部の動作波形を示しており、特に、スイッチング手段９のオン時間が短いときの動作波形を示している。
【００２４】
図２（ａ）はスイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧、図２（ｂ）はスイッチング手段９の電流、図２（ｃ）は第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧、図２（ｄ）は第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧、図２（ｅ）は比較回路１７の出力電圧、図２（ｆ）はオフ時間設定手段１３を構成するカウンタの出力、図２（ｇ）はＰＷＭ回路１２の出力を示している。
【００２５】
つぎに、スイッチング手段９のオン時間が短いときの動作について図１および図２を参照しながら説明する。
【００２６】
図２（ｇ）に示すように、ＰＷＭ回路１２がハイ信号を出力すると、駆動回路１１を介してスイッチング手段９がオンし、加熱コイル６を通して電流が流れる。このとき、スイッチング手段９に流れる電流は図２（ｂ）のように、時間とともに上昇する。スイッチング手段９に流れる電流の時間変化量ｄＩ／ｄｔは、加熱コイル６に印加される電圧をＶＬ、加熱コイル６のインダクタンスをＬとすると、
ｄＩ／ｄｔ＝ＶＬ／Ｌ・・・・・・・・・・（１）
となる。
【００２７】
オン時間が所定値になると、ＰＷＭ回路１２はロー信号を出力し、駆動回路１１を介してスイッチング手段９がオフになる。これにより、加熱コイル６に流れる電流が共振コンデンサ８に流れ、図２（ａ）に示すようにスイッチング手段９のコレクタ電圧が上昇する。第１の抵抗分圧回路１５の出力は図２（ｃ）のようにスイッチング手段９のコレクタ電圧に比例した波形を示している。
【００２８】
動作開始など、スイッチング手段９のオン時間が非常に短いときには、加熱コイル６に流れる電流が少ないので、スイッチング手段９のコレクタ電圧が低くなる。このため、第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧Ｖｃｅ２が第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧Ｖｉｎ２より低くなり、図２（ｅ）に示すように比較回路１７の出力がハイのままとなる。
【００２９】
一方、図２（ｆ）に示すように、オフ時間設定手段１３を構成するオフ時間カウンタが、ＰＷＭ回路１２のロー出力と同時にスタートしている。このオフ時間カウンタの値がＴｏｆｆ＿ｍａｘに達すると、図２（ｇ）に示すようにＰＷＭ回路１２が再びハイを出力する。
【００３０】
図３は、スイッチング手段９のオン時間が長いときの炊飯器の主要部動作波形である。
【００３１】
図３（ａ）はスイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧、図３（ｂ）はスイッチング手段９の電流、図３（ｃ）は第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧、図３（ｄ）は第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧、図３（ｅ）は比較回路１７の出力電圧、図３（ｆ）はオフ時間設定手段１３を構成するカウンタの出力、図３（ｇ）はＰＷＭ回路１２の出力を示している。
【００３２】
つぎに、スイッチング手段９のオン時間が長いときの動作について図１および図３を参照しながら説明する。
【００３３】
図３（ｇ）に示すようにＰＷＭ回路１２がハイ信号を出力すると、駆動回路１１を介してスイッチング手段９がオンし、加熱コイル６を通して電流が流れる。このとき、スイッチング手段９に流れる電流は図３（ｂ）のように、時間とともに上昇する。スイッチング手段９に流れる電流の時間変化量は上記（１）式となる。
【００３４】
オン時間が所定値になると、ＰＷＭ回路１２はロー信号を出力し、駆動回路１１を介してスイッチング手段９がオフになる。これにより、加熱コイル６に流れる電流が共振コンデンサ８に流れ、図３（ａ）に示すようにスイッチング手段９のコレクタ電圧が上昇する。第１の抵抗分圧回路１５の出力は図３（ｃ）のようにスイッチング手段９のコレクタ電圧に比例した波形を示している。
【００３５】
スイッチング手段９のオン時間が長いときには、加熱コイル６に流れる電流が大きいので、スイッチング手段９のコレクタ電圧が高くなる。このため、第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧Ｖｃｅ２が第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧Ｖｉｎ２より高くなり、図２（ｅ）に示すように比較回路１７の出力がローとなる。
【００３６】
一方、図２（ｆ）に示すように、オフ時間設定手段１３を構成するオフ時間カウンタが、ＰＷＭ回路１２のロー出力と同時にスタートしている。このオフ時間カウンタの値がＴｏｆｆ＿ｍａｘに達する前に、加熱コイル６と共振コンデンサ８の共振によりスイッチング手段９のコレクタ電圧が低下し、第１の抵抗分圧回路１５の出力Ｖｃｅ２が第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧Ｖｉｎ２より小さくなり、比較回路１７の出力がハイとなる。図２（ｇ）に示すようにＰＷＭ回路１２は、比較回路１７の出力を受けて、ハイを出力する。
【００３７】
以上のように、同期信号出力手段１４の出力信号がないときには、オフ時間設定手段１３で設定したオフ時間最大値で、再びスイッチング手段９をオンするので、スイッチング手段９のオン時間が長いときに、最適なスイッチングタイミングにするために、第１の抵抗分圧回路１５と第２の抵抗分圧回路１６の分圧比を変えても、スイッチング手段９のオン時間が短いときに、動作を停止することがない。
【００３８】
通常、スイッチング手段９のオン時間は少しずつ長くしていくが、このときにも、動作開始時のオン時間をより短い時間に設定することができる。
【００３９】
また、同期信号出力手段１４を構成する回路が故障した場合でも、スイッチング手段９をオンすることができるので、故障の少ない炊飯器を構成できる。
【００４０】
（実施例２）
図４に示すように、オン時間設定手段２１は、スイッチング手段９のオン時間を設定するもので、マイクロコンピュータ内部の演算回路で構成し、交流電源１より供給される入力電流が所定の値になるようにスイッチング手段９のオン時間を設定する。本実施例では、入力電流に相当する電圧値をＡＤ変換器を介してマイクロコンピュータ内に入力し、この値を予め設定された数式に入力することで、オン時間を設定している。なお、数式の計算は、交流電源１の一周期につき一回行われる。
【００４１】
オフ時間設定手段２２は、スイッチング手段９のオフ時間の最大値を設定するもので、上記実施例１と同様に、マイクロコンピュータで構成しているが、オン時間設定手段２１が設定するオン時間を予め記憶した数式に入力することで、オン時間設定手段２１により設定したオン時間に応じて、オフ時間の最大値を変更するよう構成している。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。
【００４２】
図５は、鍋７を加熱コイル６に戴置したときの加熱コイル６のインダクタンスを測定したグラフである。横軸は周波数、縦軸はインダクタンスを示している。図５に示すように、周波数が高くなるほど加熱コイル６のインダクタンスは低下する傾向を示す。これは、周波数が高くなるほど、加熱コイル６と鍋７の電磁気的な結合がよくなっているためである。
【００４３】
図６は、鍋７を加熱コイル６に戴置したときの加熱コイル６の抵抗値を測定したグラフである。横軸は周波数、縦軸は抵抗値を示している。図６に示すように、周波数が高くなるほど加熱コイル６の抵抗値は大きくなる。これは、表皮効果により、鍋７の表面に電流が集中しているからである。
【００４４】
図５および図６に示した加熱コイル６のインダクタンス、抵抗値、共振コンデンサ８の容量により、共振周波数は決定する。スイッチング手段９のオフ時間は共振周波数に相当する値となるので、スイッチング手段９のオフ時間も定まる。つまり、インダクタンスの変化に比べ抵抗値の変化が大きければ、スイッチング手段９のオン時間が短いほど、オフ時間が長くなり、逆に、インダクタンスの変化の方が大きければ、スイッチング手段９のオン時間が短いほどオフ時間も短くなる。
【００４５】
本実施例における、加熱コイル６はインダクタンスの変化に比べ抵抗値の変化が大きい。つまり、図７に示すように、スイッチング手段９のオン時間が長くなるほどオフ時間が短くなる傾向を示す。
【００４６】
つまり、オフ時間設定手段２２を構成するＲＯＭに予め図７に示したオン時間との関係を記憶することにより、同期信号出力手段１４より同期信号が出力されなくても最適なタイミングでスイッチング手段９をオンすることができる。
【００４７】
（実施例３）
図８に示すように、周期計算手段８１は、マイクロコンピュータ内部の演算回路で構成し、この周期計算手段８１は、オン時間設定手段２１により設定するオン時間とオフ時間設定手段２２により設定するオフ時間の合計時間、すなわち周期（以下、周期という）を計算する。
【００４８】
最大周期設定手段８２は、マイクロコンピュータで構成し、この最大周期設定手段８２は周期計算手段８１の出力の最大値（最大周期）を設定するとともに、そのときのスイッチング手段９のオン時間とオフ時間も設定している。このとき、最大周期は人間の可聴領域から外れた値となっている。最大周期設定手段８２はマイクロコンピュータ内部のＲＯＭに予め記憶された最大周期、オン時間、オフ時間を読み出す構成としている。
【００４９】
周期比較手段８３は、マイクロコンピュータ内部の演算回路で構成し、この周期比較手段８３は、周期計算手段８１により計算した周期と最大周期設定手段８２により設定した最大周期を比較し、値が小さい方を選択し、ＰＷＭ回路１２に出力する。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。
【００５０】
以上のように、スイッチング手段９のオン時間とオフ時間の和、すなわち周期の最大値を設定することで、人間の可聴領域より高い周波数で常に動作することができる。つまり、騒音の少ない炊飯器を実現できる。
【００５１】
（実施例４）
図９に示すように、オン時間設定手段９１は、マイクロコンピュータ内部の演算回路で構成し、このオン時間設定手段９１は、交流電源１より供給される入力電流が所定の値になるようにスイッチング手段９のオン時間を設定する。本実施例では、入力電流に相当する電圧値をＡＤ変換器を介してマイクロコンピュータ内に入力し、この値を予め設定された数式に入力することで、オン時間を設定している。なお、数式の計算は、交流電源１の一周期につき一回行われる。
【００５２】
選択手段９２は、マイクロコンピュータで構成し、この選択手段９１はオン時間設定手段９１により設定するオン時間が所定値Ｔｓより低いときには、オフ時間設定手段１３の出力をＰＷＭ回路１２に出力し、オン時間設定手段９１により設定するオン時間が所定値Ｔｓ以上のときには、同期信号出力手段１４の出力をＰＷＭ回路１２に出力する。
【００５３】
ここで、制御手段１０は、選択手段９２の出力に応じてスイッチング手段９をオンオフ制御するよう構成している。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。
【００５４】
なお、選択手段９２は、コンパレータやトランジスタで構成しても構わない。オン時間設定手段９１のパルス出力をＤＡ変換し、その値が低いときには、コンパレータまたはトランジスタにより同期信号出力手段１４の出力を強制的にロー保持にするので、同期信号は出力されなくなる。逆に、ＤＡ変換の値が高いときには、コンパレータまたはトランジスタがオープンコレクタとなるので、同期信号が出力できる。この方法はマイクロコンピュータの演算速度が遅く、処理時間が長くなる時に効果がある。
【００５５】
図１０は選択手段９１がなく、かつスイッチング手段９のオン時間が短いときの炊飯器の主要部動作波形である。
【００５６】
図１０（ａ）はスイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧、図１０（ｂ）はスイッチング手段９の電流、図１０（ｃ）は第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧、図１０（ｄ）は第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧、図１０（ｅ）は比較回路１７の出力電圧、図１０（ｆ）はオフ時間設定手段１３を構成するカウンタの出力、図１０（ｇ）はＰＷＭ回路１２の出力を示している。
【００５７】
図１０（ａ）に示すように、スイッチング手段９のオン時間が短いときには、加熱コイルの抵抗値が大きくなるため、コレクタ電圧波形の立下り時間が長くなる。したがって、同期信号出力手段１４が同期信号を出力しても、コレクタ電圧が０Ｖに下がる前にスイッチング手段９をオンすることになる。
【００５８】
図１１は選択手段９１により、オン時間が短いときにオフ時間設定手段１３の出力を選択した時の炊飯器の主要部動作波形である。
【００５９】
図１１（ａ）はスイッチング手段９を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧、図１１（ｂ）はスイッチング手段９の電流、図１１（ｃ）は第１の抵抗分圧回路１５の出力電圧、図１１（ｄ）は第２の抵抗分圧回路１６の出力電圧、図１１（ｅ）は比較回路１７の出力電圧、図１１（ｆ）はオフ時間設定手段１３を構成するカウンタの出力、図１１（ｇ）はＰＷＭ回路１２の出力を示している。
【００６０】
図１１（ｅ）に示すように、比較回路１７の出力電圧を強制的にローにしているので、オフ時間設定手段１３の出力に応じてスイッチング手段９をオンすることになる。したがって、図１１（ａ）に示すように、コレクタ電圧が０Ｖ付近になったときにスイッチング手段９をオンすることができる。
【００６１】
以上のように、選択手段９１によりオフ時間設定手段１３の出力を選択することで、スイッチング手段９のオン時間が短いときでも、最適なスイッチングタイミングで動作させることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載の発明によれば、オフ時間設定手段により設定したオフ時間の最大値または同期信号出力手段の出力信号に応じて、スイッチング手段をオンするよう構成したから、スイッチング手段のオンタイミングを決定する同期信号出力手段からの出力信号がなくても、オフ時間設定手段により設定しオフ時間の最大値になるとスイッチング手段を再びオンすることができる。
【００６３】
さらに、オフ時間設定手段は、スイッチング手段のオン時間に応じて、オフ時間の最大値を変更するよう構成したから、同期信号出力手段より同期信号の出力がなくても、最適なタイミングでスイッチング手段をオンすることができる。
【００６４】
さらに、オン時間設定手段により設定するオン時間とオフ時間設定手段により設定するオフ時間の和に最大値を設けたから、動作周波数が所定値より下がらず、人間の可聴領域まで低下するのを防止することができる。
【００６５】
また、請求項２に記載の発明によれば、オン時間設定手段により設定するオン時間に応じて、同期信号出力手段の出力とオフ時間設定手段の出力いずれかを一方を選択する選択手段を設け、制御手段は、選択手段の出力に応じてスイッチング手段をオンオフ制御するよう構成したから、スイッチング手段のオン時間が短いときに同期信号出力手段の同期信号が本来のタイミングからずれても、オフ時間最大値でスイッチング手段をオンするので、スイッチング手段の損失を抑えることができる。
【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回路図
【図２】 同炊飯器のスイッチング手段のオン時間が短いときの要部電圧電流波形図
【図３】 同炊飯器のスイッチング手段のオン時間が長いときの要部電圧電流波形図
【図４】 本発明の第２の実施例の炊飯器の一部ブロック化した回路図
【図５】 同炊飯器の加熱コイルのインダクタンスの周波数特性図
【図６】 同炊飯器の加熱コイルの抵抗値の周波数特性図
【図７】 同炊飯器のスイッチング手段のオン時間とオフ時間の関係特性図
【図８】 本発明の第３の実施例の炊飯器の一部ブロック化した回路図
【図９】 本発明の第４の実施例の炊飯器の一部ブロック化した回路図
【図１０】 同炊飯器の選択手段がなくスイッチング手段のオン時間が短いときの要部電圧電流波形図
【図１１】 同炊飯器のスイッチング手段のオン時間が短いときオフ時間設定手段の出力を選択したときの要部電圧電流波形図
【図１２】 従来の炊飯器の一部ブロック化した回路図
【符号の説明】
１ 交流電源
２ 整流手段
６ 加熱コイル
７ 鍋
８ 共振コンデンサ
９ スイッチング手段
１０ 制御手段
１３ オフ時間設定手段
１４ 同期信号出力手段
Claims (2)
- 交流電源を整流する整流手段と、前記整流手段より電力を供給される加熱コイルと、前記加熱コイルと電磁気的に結合し高周波電力を供給される鍋と、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、前記整流手段から前記加熱コイルに供給される電流をオンオフするスイッチング手段と、前記スイッチング手段のオンオフを制御する制御手段と、前記スイッチング手段のオフ時間の最大値を設定するオフ時間設定手段と、前記スイッチング手段の両端電圧により同期信号を出力する同期信号出力手段と、スイッチング手段のオン時間を設定するオン時間設定手段とを備え、前記オフ時間設定手段は、前記オン時間設定手段により設定したオン時間に応じてオフ時間を変更し、前記オン時間設定手段により設定するオン時間とオフ時間設定手段により設定するオフ時間の和に最大値を設け、前記制御手段は前記オフ時間設定手段により設定したオフ時間の最大値または同期信号出力手段の出力信号に応じて、前記スイッチング手段をオンするよう構成した炊飯器。
- オン時間設定手段により設定するオン時間に応じて、同期信号出力手段の出力とオフ時間設定手段の出力いずれかを一方を選択する選択手段を設け、制御手段は、前記選択手段の出力に応じてスイッチング手段をオンオフ制御するよう構成した請求項１記載の炊飯器。
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| JP2913800B2 (ja) | スイッチング電源装置の出力電圧可変方式 |
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