JP4664753B2 - Cooker - Google Patents
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Description
本発明は、加熱調理器に関し、特に被加熱物の過昇温を安全、確実に防止することができる加熱調理器に関する。 The present invention relates to a cooking device, and more particularly to a cooking device that can safely and reliably prevent overheating of an object to be heated.
加熱調理器における加熱は殆どが電気加熱により行なわれ、誘導加熱、ヒータ加熱、マイクロ波加熱、赤外線ランプ加熱等の様々な加熱方式が採用されている。そうした加熱調理器では、被加熱物の温度制御を行なうために温度センサを用いた温度検出回路が設けられる。そして近年では制御精度の向上、制御の柔軟性確保のために温度制御にはマイクロコンピュータが採用され、温度検出回路の出力は周期的にA/D変換してマイクロコンピュータに取り込まれる。マイクロコンピュータ内では取り込んだ出力から被加熱物温度を算出して目標温度との差が算出される。そしてその差にPI演算等の制御演算が施され演算結果が加熱部に出力される。加熱部は出力された演算結果に例えば比例する加熱エネルギーを生成して被加熱物を加熱する。こうした制御演算の繰り返しにより被加熱物の温度は目標温度に一致するように制御される(例えば、特許文献1参照)。 Most of the heating in the cooking device is performed by electric heating, and various heating methods such as induction heating, heater heating, microwave heating, and infrared lamp heating are employed. In such a heating cooker, a temperature detection circuit using a temperature sensor is provided in order to control the temperature of the object to be heated. In recent years, a microcomputer has been adopted for temperature control in order to improve control accuracy and secure control flexibility, and the output of the temperature detection circuit is periodically A / D converted and taken into the microcomputer. In the microcomputer, the temperature of the object to be heated is calculated from the captured output, and the difference from the target temperature is calculated. Then, a control calculation such as a PI calculation is performed on the difference, and the calculation result is output to the heating unit. A heating part produces | generates the heating energy proportional to the output calculation result, for example, and heats to-be-heated material. By repeating such control calculation, the temperature of the object to be heated is controlled to coincide with the target temperature (see, for example, Patent Document 1).
しかしこのように温度検出回路の出力をA/D変換してマイクロコンピュータ内で制御演算を行なう方式では、加熱部に使用されるインバータ回路のノイズや外来ノイズ等によりA/D変換器やマイクロコンピュータが誤動作を起こすことがある。誤動作が生ずると被加熱物の温度が正確に認識されなくなったり、誤った演算結果が出力されたりして温度制御ができなくなる。調理中にこのような事態が生じたのでは調理ができないばかりか、温度が上昇し過ぎて発火等の危険の発生することがある。 However, in such a system in which the output of the temperature detection circuit is A / D converted and the control calculation is performed in the microcomputer, the A / D converter and the microcomputer are caused by the noise of the inverter circuit used in the heating unit, external noise, and the like. May cause malfunction. If a malfunction occurs, the temperature of the object to be heated cannot be accurately recognized, or an erroneous calculation result is output, making temperature control impossible. If such a situation occurs during cooking, not only cooking cannot be performed, but the temperature may rise too much, which may cause danger such as ignition.
こうした事態を避ける対策として温度異常検出のために専用の温度センサと温度検出回路を別に設け、その回路により過昇温を検出して加熱を停止させるようにしたものがある。しかし、このように温度センサと温度検出回路とを別に1式追加するのでは回路や配線が複雑になりコストアップになる。また、温度センサの温度特性にはバラツキがあるため正常温度範囲と過昇温検出温度との差をある程度大きくとる必要がある。このため危険防止のための過昇温検出の設定温度を正常温度範囲よりも高めに設定せざるを得ないという問題がある。
本発明はこうした従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その課題は、制御演算に使用するマイクロコンピュータが誤動作を起こしたとしても安全、確実に加熱を停止させることのできる加熱調理器を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and the problem is that cooking can safely and reliably stop heating even if a microcomputer used for control computation malfunctions. Is to provide a vessel.
前記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、被加熱物の温度と一定の関係をもつ特性曲線に応じた出力電圧を生成する温度検出回路(22)と、該温度検出回路の出力電圧を所定のしきい値電圧と比較する比較回路(23)と、前記温度検出回路に選択信号を出力するマイクロコンピュータであって、前記温度検出回路の出力電圧を周期的にA/D変換して取り込み、該取り込んだ値を出力中の前記選択信号に対応した前記特性曲線に照らして被加熱物の温度を算出し、算出した温度と目標温度との偏差をゼロに近づける制御演算を行なってその演算結果を出力信号とするマイクロコンピュータ(25)と、常時は前記マイクロコンピュータの出力信号と一定の関係をもつ加熱エネルギーを生成し、前記比較回路が前記温度検出回路の出力電圧が前記しきい値電圧を超えたと判定した場合には前記加熱エネルギーの生成を停止するように構成された加熱手段と、を備え、前記マイクロコンピュ−タは、検出する前記温度検出回路の出力電圧に応じて前記温度検出回路の選択信号を切換えると共にこの選択信号に応じて特性曲線を切換え、前記マイクロコンピュータにより前記温度検出回路に対して選択信号が出力されると、前記温度検出回路は前記特性曲線を第1特性曲線に切換え当該第1特性曲線に応じた出力電圧を生成し、前記マイクロコンピュータは、前記温度検出回路の出力電圧を前記切換えられた第1特性曲線に当てはめて当該第1特性曲線に対応した第1温度測定レンジ内で被加熱物の温度を算出し、前記マイクロコンピュータは該算出した温度が前記第1温度測定レンジを超えた場合に前記温度検出回路に対して選択信号を出力することで、前記温度検出回路は前記第1特性曲線よりも温度検出感度が高くなる第2特性曲線に切換え当該第2特性曲線に応じた出力電圧を生成すると共に、前記マイクロコンピュータは前記第1温度測定レンジの最高温度以上に最低温度が設定された第2温度測定レンジ内で前記温度検出回路の出力電圧を前記第2特性曲線に当てはめて被加熱物の温度を算出するように構成され、前記比較回路は、前記温度検出回路の出力電圧の比較対象となる前記所定のしきい値電圧が、前記第1特性曲線から前記第2特性曲線に切換える前記温度検出回路の出力電圧よりも高い値に設定され、前記加熱手段は、前記比較回路が前記温度検出回路による第1特性曲線に応じた出力電圧を前記所定のしきい値電圧を超えたと判定した場合には、前記第1温度測定レンジの最高温度よりも高い第1過昇温検出温度で前記加熱エネルギーの生成を停止し、前記比較回路が前記温度検出回路による第2特性曲線に応じた出力電圧を前記所定のしきい値電圧を超えたと判定した場合には、前記第2温度測定レンジの最高温度よりも高く前記第1過昇温検出温度よりも高い第2過昇温検出温度で前記加熱エネルギーの生成を停止することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention for solving the above-described problem, a temperature detection circuit (22) for generating an output voltage corresponding to a characteristic curve having a fixed relationship with the temperature of an object to be heated, and the temperature detection circuit A comparison circuit (23) for comparing an output voltage with a predetermined threshold voltage; and a microcomputer for outputting a selection signal to the temperature detection circuit, wherein the output voltage of the temperature detection circuit is periodically A / D converted. Then, the temperature of the object to be heated is calculated in light of the characteristic curve corresponding to the selection signal being output, and the control calculation is performed to bring the deviation between the calculated temperature and the target temperature close to zero. Te a microcomputer (25) to the output signal of the operation result, constantly generates heat energy having a certain relationship between the output signal of the microcomputer, the comparison circuit is the temperature detection circuit Heating means configured to stop the generation of the heating energy when it is determined that the output voltage exceeds the threshold voltage, and the microcomputer is configured to detect the temperature detection circuit. When the selection signal of the temperature detection circuit is switched according to the output voltage and the characteristic curve is switched according to the selection signal, and the selection signal is output to the temperature detection circuit by the microcomputer, the temperature detection circuit The characteristic curve is switched to the first characteristic curve to generate an output voltage corresponding to the first characteristic curve, and the microcomputer applies the output voltage of the temperature detection circuit to the switched first characteristic curve. The temperature of the object to be heated is calculated within a first temperature measurement range corresponding to one characteristic curve, and the microcomputer calculates the calculated temperature as the first temperature. When the measurement range is exceeded, by outputting a selection signal to the temperature detection circuit, the temperature detection circuit is switched to a second characteristic curve having higher temperature detection sensitivity than the first characteristic curve. The microcomputer generates an output voltage corresponding to the curve, and the microcomputer outputs the output voltage of the temperature detection circuit within the second temperature measurement range in which the minimum temperature is set to be equal to or higher than the maximum temperature of the first temperature measurement range. The temperature of the object to be heated is calculated by applying to a characteristic curve, and the comparison circuit is configured such that the predetermined threshold voltage to be compared with the output voltage of the temperature detection circuit is determined from the first characteristic curve. The heating means is set to a value higher than the output voltage of the temperature detection circuit for switching to the second characteristic curve, and the heating circuit is configured such that the comparison circuit outputs an output voltage corresponding to the first characteristic curve by the temperature detection circuit. When it is determined that the pressure exceeds the predetermined threshold voltage, the generation of the heating energy is stopped at a first overheat detection temperature higher than the maximum temperature of the first temperature measurement range, and the comparison circuit If the output voltage corresponding to the second characteristic curve by the temperature detection circuit is determined to exceed the predetermined threshold voltage, the first excessive temperature rise is higher than the maximum temperature of the second temperature measurement range. The generation of the heating energy is stopped at a second overheating detection temperature that is higher than the detection temperature .
このような構成によれば、被加熱物の温度はハードウェアで構成された比較回路で監視され、第1過昇温検出温度の検出、第2過昇温検出温度の検出時には比較回路の出力電圧でもって加熱手段の加熱動作が強制終了させられる。従って、マイクロコンピュータが誤動作を起こした場合でも第1過昇温検出温度、第2過昇温検出温度において安全、確実に防止される。また、1つ温度検出回路の出力電圧でもって被加熱物の温度制御とその過昇温防止を行なうので、正常温度範囲と過昇温検出温度との差を大きくとる必要がなくなり、安全な加熱調理器を実現できる。
According to such a configuration, the temperature of the object to be heated is monitored by the comparison circuit configured by hardware, and at the time of detecting the first overheat detection temperature and the second overheat detection temperature , the comparison circuit With this output voltage , the heating operation of the heating means is forcibly terminated. Therefore, even if the microcomputer malfunctions, the first overheat detection temperature and the second overheat detection temperature can be safely and reliably prevented. In addition, since the temperature of the object to be heated is controlled by the output voltage of one temperature detection circuit and the excessive temperature rise is prevented, there is no need to increase the difference between the normal temperature range and the excessive temperature rise detection temperature. A cooker can be realized.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の加熱調理器において、前記温度検出回路は、基準電圧(Vref)と接地電位との間に温度センサ(Th1)と第1の抵抗(R1)とを温度センサを前記基準電圧側にして直列接続し、且つ前記第1の抵抗の両端間に抵抗(R2)とスイッチング素子(TR1)との直列回路を1乃至複数並列接続して構成され、各スイッチング素子を前記マイクロコンピュータの出力する選択信号により導通/非導通を制御するように構成されていることを特徴とする。
Further, the invention according to
このような構成では、温度検出に1個の温度センサしか使用しない。そしてそれを使用した1式の温度検出回路の出力信号を被加熱物の温度制御と過昇温防止の双方に共通使用する。従って、温度制御と過昇温防止に別々の温度センサを使用する従来の方法に比べ、正常温度範囲と過昇温検出温度の差を大きくとる必要がないので、より安全な加熱調理器を実現できる。 In such a configuration, only one temperature sensor is used for temperature detection. The output signal of the set of temperature detection circuits using the same is commonly used for both temperature control of the object to be heated and prevention of overheating. Therefore, compared to the conventional method that uses separate temperature sensors for temperature control and overheating prevention, it is not necessary to make a large difference between the normal temperature range and overheating detection temperature, thus realizing a safer cooking device. it can.
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の加熱調理器において、前記温度センサを複数個取り付け、その内の一つを前記マイクロコンピュータの信号により切り換わるスイッチ(SW1)により選択して前記第1の抵抗に接続するように構成したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the cooking device of the second aspect, a plurality of the temperature sensors are attached, and one of the temperature sensors is selected by a switch (SW1) that is switched by a signal from the microcomputer. Then, it is configured to be connected to the first resistor.
このような構成によれば、被加熱物の複数個所の温度をマイクロコンピュータに取り込んでその内の任意の温度を制御に使用することができる。 According to such a structure, the temperature of several places of a to-be-heated material can be taken in into a microcomputer, and arbitrary temperature in it can be used for control.
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の加熱調理器において、前記マイクロコンピュータは前記スイッチ(SW1)を切り換えて各温度センサの温度を算出し、算出した温度の中の一番高い温度を被加熱物の温度として扱うことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the heating cooker according to the third aspect, the microcomputer switches the switch (SW1) to calculate the temperature of each temperature sensor, and one of the calculated temperatures. The highest temperature is treated as the temperature of the object to be heated.
このような構成によれば、被加熱物である鍋等の底が変形していた場合でもより正確な温度を検出でき、一番高い温度を示した場所の温度を目標温度に制御することが可能となる。 According to such a configuration, even when the bottom of a pan or the like to be heated is deformed, a more accurate temperature can be detected, and the temperature at the place where the highest temperature is shown can be controlled to the target temperature. It becomes possible.
また、請求項5に記載の発明は、請求項2乃至4の何れかに記載の加熱調理器において、前記温度センサとしてサーミスタを使用したことを特徴とする。
サーミスタは温度による抵抗値の変化が大きいため温度検出を高感度で行なうことができる。
The invention according to claim 5 is characterized in that, in the cooking device according to any one of
Since the thermistor has a large change in resistance with temperature, temperature detection can be performed with high sensitivity.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れかに記載の加熱調理器において、前記加熱手段を誘導加熱式の加熱装置として構成したことを特徴とする。
このような構成の誘導加熱式の加熱調理器は、それぞれの請求項に記載の発明の効果と同様の効果を奏する。
The invention according to claim 6 is the heating cooker according to any one of
The induction heating type cooking device having such a configuration has the same effects as the effects of the invention described in each claim.
以下、本発明に係る加熱調理器の一実施形態について図面を参照して詳しく説明する。本実施形態は被加熱物の加熱に誘導加熱を採用した加熱調理器の例で、図1にその加熱調理器1の本体の上部を断面とした正面図を示す。
Hereinafter, an embodiment of a heating cooker according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. This embodiment is an example of a heating cooker that employs induction heating for heating an object to be heated, and FIG. 1 shows a front view of the upper portion of the main body of the
この加熱調理器1はシステムキッチンに採用される形式のものであり、独立して動作する誘導加熱部が2式備えつけられている。調理器本体1の外殻は直方体形状のキャビネット2で構成され、上面には調理容器等の被加熱物を載せる結晶化ガラス製のトッププレート3が取り付けられている。トッププレート3の下部には、2式の渦巻き状加熱コイル5、6がフェライト7、8を挟んでコイルベース10、11の上面に配設されている。加熱コイル5、6の中心上方に当たるトッププレート3の裏面にはサーミスタを使用した温度センサ13、14が取り付けられている。
This
左側コイルベース10の下方にはロースター室(図示せず)が設けられており、その前面には扉15が取り付けられている。右側コイルベース11の下方には各種制御部品が配置されておりその前面には操作パネル16が取り付けられている。操作パネル16には、調理温度、調理時間等の調理条件を設定する操作スイッチとダイヤル17、調理状態を表示する表示器18が取り付けられている。加熱調理器1はシステムキッチンの水平な天板に開けた穴に上から落とし込む形で取り付けられ、その状態では操作パネル16と扉15はシステムキッチンの前開口部から前方に少し露出した形となる。正面左右両端部には後ろの隙間を隠すサイド飾り19が取り付けられる。
A roaster chamber (not shown) is provided below the left coil base 10, and a
図2は、誘導加熱部の1式分に相当する制御回路の構成を示したものであり、以下、この図2を参照しながら被加熱物の温度制御及び制御回路の誤動作対策について説明する。制御回路21は、温度検出回路22、比較回路23、A/D変換器24、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと呼ぶ)25、インバータ制御部26、インバータ回路27、直流電源回路28、直列共振回路29を備えて構成されている。
FIG. 2 shows the configuration of a control circuit corresponding to one set of induction heating units. Hereinafter, temperature control of an object to be heated and countermeasures against malfunction of the control circuit will be described with reference to FIG. The
温度検出回路22は、温度センサとしてのサーミスタTh1と抵抗(第1の抵抗)R1、抵抗R2、トランジスタ(スイッチング素子)TR1により構成される。サーミスタTh1は、被加熱物の温度を検出するためのもので前述した温度センサ13あるいは14の内部に取り付けられている。被加熱物の温度を直接に検出することは困難であるため、温度センサ13あるいは14で検出したトッププレート3の温度をその上に載置された被加熱物30の温度と擬制する。
The
サーミスタTh1と抵抗R1とは、基準電圧Vrefと接地電位GNDとの間にサーミスタTh1を基準電圧Vref側にして直列に接続されている。基準電圧Vrefは直流電源回路28内で生成される。サーミスタTh1と抵抗R1の相互接続点N1と接地電位GNDとの間には、抵抗R2とトランジスタTR1とが直列に接続されている。トランジスタTR1の導通/非導通はマイコン25によって制御される。スイッチング素子としてのトランジスタTR1には、バイポーラトランジスタあるいはMOSトランジスタを使用する。
The thermistor Th1 and the resistor R1 are connected in series between the reference voltage Vref and the ground potential GND with the thermistor Th1 on the reference voltage Vref side. The reference voltage Vref is generated in the DC
サーミスタTh1の抵抗値は温度上昇に従い指数関数的に低下する。トランジスタTR1が非導通状態の場合、サーミスタTh1の温度Tと温度検出回路22の出力電圧である相互接続点N1の電圧Vtとの関係は、例えば図3中の曲線(1)のようになる。図3は横軸にサーミスタTh1の温度T、縦軸に温度検出回路22の出力電圧Vtがとってあり、曲線(1)はトランジスタTR1が非導通状態の場合における温度検出回路22の特性曲線を表わしている。
The resistance value of the thermistor Th1 decreases exponentially as the temperature increases. When the transistor TR1 is in a non-conducting state, the relationship between the temperature T of the thermistor Th1 and the voltage Vt at the interconnection point N1 that is the output voltage of the
温度検出回路22の出力電圧Vtは、A/D変換器24によりディジタル値に変換されてマイコン25に読み込まれる。この読み込みは短い周期で周期的に行なわれる。マイコン25内には特性曲線(1)を表わす近似式を予め記憶されておく。マイコン25は読み取った出力電圧Vtをその近似式に代入してサーミスタTh1の温度Tを算出する。算出した温度をTfとする。マイコン25はこの温度Tfを被加熱物30の温度Tとして扱う。
The output voltage Vt of the
図示しないがマイコン25は操作パネル16とも接続されており、操作パネル16から入力された被加熱物30の目標温度Tsを保持している。マイコン25内ではその目標温度Tsと前記被加熱物30の検出温度Tfとの偏差ΔTを算出する。そして、その偏差ΔTに対してその値をゼロに近づけるような制御演算を施す。制御演算には、例えばPI制御(比例積分制御)を行なうための次のような演算式を用いる。
Vo=Ai・∫ΔT・dt+Ap・ΔT (1)式
ここで、Aiは積分定数、Apは比例定数、Voは演算結果でありマイコン25の出力信号である。
Although not shown, the
Vo = Ai · ∫ΔT · dt + Ap · ΔT (1) where Ai is an integration constant, Ap is a proportionality constant, Vo is a calculation result, and is an output signal of the
マイコン25はこの演算結果Voを次段のインバータ制御部26に出力する。このインバータ制御部26とインバータ回路27、直流電源回路28、直列共振回路29が特許請求の範囲に記載した加熱手段に相当する。インバータ制御部26は、マイコン25の出力信号Voと一定の関係をもつ加熱エネルギーがインバータ回路27から出力されるようにインバータ回路27を制御する回路部分である。
The
インバータ回路27は、スイッチング素子をフルブリッジ又はハーフブリッジに構成した公知のインバータ回路である。インバータ回路27の負荷には、加熱コイルL1とコンデンサC1との直列共振回路29が接続されている。また、インバータ回路27には商用電源31を電源とする直流電源回路28で生成された直流電圧が供給されている。
The
インバータ回路27が出力する電力を制御する方法には、いくつかの方法が知られている。一つは、インバータ回路27内のブリッジ回路に直流電源回路28から一定の直流電圧を供給した状態でインバータ回路27から直列共振回路29に供給する高周波電圧の周波数を変化させる方法である。直列共振回路29はその共振周波数で励振された場合にインピーダンスが最小となり、最大のエネルギーを消費する。その殆どのエネルギーは誘導加熱により被加熱物30の加熱に消費される。
Several methods are known for controlling the power output from the
直列共振回路29に供給される高周波電圧の周波数が共振周波数から外れるに従ってインピーダンスは増加してエネルギー消費も少なくなり、被加熱物30に供給されるエネルギーも少なくなる。従って、インバータ回路27のスイッチング周波数を調整することでインバータ回路27の出力する電力を制御することができ、その結果として被加熱物30に与えられるエネルギーを変化させることができる。
As the frequency of the high-frequency voltage supplied to the
他の方法はインバータ回路27が出力する高周波電圧の周波数は一定に維持したまま、直流電源回路28からインバータ回路27のブリッジ回路に供給する直流電圧の値を変化させる方法である。ブリッジ回路に与えられる直流電圧が変化すると、直列共振回路29に供給される高周波電圧の電圧も変化して直列共振回路29に流れる高周波電流の値が変化する。従って、被加熱物30に供給されるエネルギーも変化する。なおこの場合、直流電源回路28の出力電圧を制御する代わりに商用電源31から直流電源回路28に供給される電流あるいは電力を制御しても同じ結果が得られる。またこれらの場合、制御の安定化を図るために直列共振回路29に流れる電流の値がマイコン25の出力信号Voに比例するように直流電源回路28の出力電圧、又は直流電源回路28への入力電流若しくは入力電力を制御するのが好ましい。
Another method is to change the value of the DC voltage supplied from the DC
インバータ制御部26は、上記したような方法でもってインバータ回路27と直流電源回路28を制御することによりマイコン25の出力信号Voと一定の関係を持つエネルギーがインバータ回路27から出力され、被加熱物30に与えられるように制御を行なう。
The
マイコン25は温度検出回路22の出力電圧VtをA/D変換器24を介して短い周期で周期的に読み込み、その都度、前記(1)式による制御演算を行なってその結果を出力信号Voとしてインバータ制御部26に与える。インバータ制御部26は、その出力信号Voと一定の関係を持つエネルギーをインバータ回路27から出力させ被加熱物30に与えるように制御する。このような制御の繰り返しにより温度偏差ΔTがゼロに収束するように前記(1)式中の積分定数Ai、比例定数Apの値を予め実験や計算により決めておく。このような制御が繰り返されることで被加熱物30の温度は目標温度Tsと一致するようになる。
The
ところで、これまでの説明では温度検出回路22内のトランジスタTR1は非導通状態としてきた。その場合の温度検出回路22の特性曲線は、例えば図3中の曲線(1)のようになる。しかしながら、トランジスタTR1を非導通状態としたままサーミスタTh1と抵抗R1とを直列に接続しただけの回路でもって広範囲の温度を精度良く検出することは困難である。
In the above description, the transistor TR1 in the
温度検出回路22の温度検出感度は曲線(1)の接線の勾配で表わされる。サーミスタTh1の抵抗値は温度上昇と共に指数関数的に低下する。温度検出感度が最も高くなるのはサーミスタTh1の抵抗値と抵抗R1の抵抗値とが等しくなる温度の時である。その温度を超えると接線の勾配は小さくなり曲線(1)は温度検出回路22に供給されている基準電圧Vrefに漸近する。従って、温度が高い範囲では温度検出感度が低下して精度の良い温度検出は困難となる。
The temperature detection sensitivity of the
温度が高い範囲での検出精度を高めるには、サーミスタTh1に直列に接続する抵抗の抵抗値をサーミスタTh1の抵抗値に合わせて小さくしてやれば良い。そこで本実施形態の加熱調理器1では、検出温度範囲によりサーミスタTh1の負荷として接続する抵抗の値の切り換えを行なっている。即ち、図3に示すように温度T1を境としてトランジスタTR1の導通/非導通状態の切り換えを行なう。
In order to increase the detection accuracy in a high temperature range, the resistance value of the resistor connected in series to the thermistor Th1 may be reduced according to the resistance value of the thermistor Th1. Therefore, in the
マイコン25の出力により温度T1以下ではトランジスタTR1は非導通状態、温度T1を超える範囲ではトランジスタTR1は導通状態のなるように切り換える。抵抗R1値は、トランジスタTR1を非導通状態とした場合の測定レンジT0〜T1の中間付近温度、例えば温度が(T1+T0)/2である時のサーミスタTh1の抵抗値に等しい値とする。
According to the output of the
一方、トランジスタTR1を導通状態とした場合の測定レンジをT1〜T3とする場合には、その中間温度(T3+T1)/2付近において抵抗R1、R2の並列接続抵抗値がその温度におけるサーミスタTh1の抵抗値に等しくなるように決める。この2つの測定レンジにおける条件から抵抗R1、R2の抵抗値が決まる。このように抵抗値を決めれば測定レンジT0〜T1、T1〜T2の双方の温度範囲において高い検出感度で温度検出を行なうことができる。 On the other hand, when the measurement range when the transistor TR1 is in the conductive state is T1 to T3, the parallel connection resistance value of the resistors R1 and R2 near the intermediate temperature (T3 + T1) / 2 is the resistance of the thermistor Th1 at that temperature. Decide to be equal to the value. The resistance values of the resistors R1 and R2 are determined from the conditions in the two measurement ranges. If the resistance value is determined in this way, temperature detection can be performed with high detection sensitivity in both temperature ranges of the measurement ranges T0 to T1 and T1 to T2.
トランジスタTR1を導通状態とした場合の温度検出回路22の特性曲線は、例えば図3中の(2)の曲線のようになる。その曲線の近似式も予めマイコン25に記憶させておく。トランジスタTR1の導通/非導通状態はマイコン25が認識している。従って、マイコン25はA/D変換器24を介して読み取った電圧VtをトランジスタTR1の導通/非導通の状態に合わせて(1)又は(2)の特性曲線に当てはめて被加熱物30の温度Tfを算出する。
A characteristic curve of the
マイコン25によるトランジスタTR1の導通/非導通の切り換え制御は、特性曲線(1)にて測定している時に算出した温度TfがT1を超えた場合にはトランジスタTR1を非導通から導通に切り換え、特性曲線(2)にて測定している時に算出した温度TfがT1以下となった場合にはトランジスタTR1を導通から非導通に切り換えるように行なう。
When the temperature Tf calculated when the characteristic curve (1) is measured exceeds T1, the transistor TR1 is switched from non-conductive to conductive when the
このような切り換えを行なうことでT0〜T3の広い温度範囲において高い検出感度で被加熱物30の温度Tfを検出することができ、前記温度制御法と相まって被加熱物30の温度を精度良く制御することができる。 By performing such switching, the temperature Tf of the object to be heated 30 can be detected with high detection sensitivity in a wide temperature range of T0 to T3, and the temperature of the object to be heated 30 is accurately controlled in combination with the temperature control method. can do.
次に、図2に示した制御回路21の誤動作対策について説明する。制御回路21では、前述したように被加熱物30の温度制御、温度算出にマイコン25を使用している。また、温度検出回路22の出力電圧Vtをディジタル値でマイコン25に取り込むためにA/D変換器24を使用している。こうしたマイコン25やA/D変換器24はディジタル演算を行なうためにアナログ演算回路に比べてノイズの影響を受けて誤動作を起こし易い性質をもつ。
Next, countermeasures against malfunction of the
特に本実施形態の加熱調理器1では、大電流スイッチング動作を行なうインバータ回路27を備えるためにノイズを拾い易い。天ぷら等の油調理を行なっている最中にそれらの発するノイズや外来ノイズによりマイコン25が暴走したりしたのでは発火等を起こす危険がある。そこで制御回路21では、温度検出回路22の出力電圧Vtの値をハードウェアでチェックし、その値が所定のしきい値電圧Vthを超えた場合にはインバータ制御部26の動作を直ちに停止させて加熱を止めるようにしている。
In particular, in the
比較回路23がそのための回路で、コンパレータCP1と分圧抵抗R3、R4により構成される。分圧抵抗R3、R4は、基準電圧Vrefと接地電位GNDとの間に直列に接続されてしきい値電圧Vthを生成する。コンパレータCP1の非反転入力端子には温度検出回路22の出力電圧Vtが、反転入力端子にはしきい値電圧Vthが入力される。出力電圧Vtがしきい値電圧Vthを上回るとコンパレータCP1の出力からは高レベルのHALT信号が出力される。
The
高レベルのHALT信号はインバータ制御部26に入力されており、HALT信号が入力されるとインバータ制御部26は直ちにインバータ回路27のスイッチング動作を停止させて加熱を停止させる。
The high-level HALT signal is input to the
このような誤動作対策の回路構成は次のような利点をもつ。被加熱物30の温度を監視する比較回路23はハードウェアで構成されており、その出力でもってインバータ制御部26に対して加熱停止の信号が出力される。従って、マイコン25の動作に関係なく被加熱物30の温度が上昇した場合にはハードウェアでもって強制的に加熱が停止されるので安全が確保される。
Such a circuit configuration for countermeasure against malfunction has the following advantages. The
また、制御回路21では被加熱物30の温度制御と過昇温監視に同じ温度センサを使用している。従来のように過昇温監視のために別の専用温度センサを使用する場合には、温度センサの特性のバラツキや温度センサの構造的な電熱特性のバラツキを考慮して正常温度範囲の上限と過昇温検出温度の設定値との差を大きくとる必要があった。これに対して本実施形態では同じ温度センサを使用するためこれらのバラツキを考慮する必要がない。このため正常温度範囲の上限と過昇温検出温度の設定値との差を小さくできることから精度良く過昇温を防止できる利点がある。
In the
また、過昇温検出はトランジスタTRのON/OFFにより測定レンジの選択が行なわれた状態における温度検出回路22の出力電圧に基づいて行なっている。従って、過昇温検出のためのしきい値電圧Vthを例えば図3中に示すような値に設定した場合には、測定レンジT0〜T1では温度T1より僅かに高い温度T2にて、また測定レンジT1〜T3では温度T3より僅かに高い温度T4にて加熱が停止される。即ち、自動的に各測定レンジに対応した最適な過昇温検出温度にて加熱が停止されるという利点がある。
Further, the excessive temperature rise detection is performed based on the output voltage of the
このように本実施形態の加熱調理器1は広い温度範囲において精度良く被加熱物30の温度Tを検出することができ精度良く温度制御することができる。また、マイコン25が誤動作を起こしたとしても各温度測定レンジの最高温度との差の小さい過昇温検出温度で確実に加熱を停止させることができることから従来よりも安全が確保される効果を奏する。
Thus, the
(変形実施形態)
前述の加熱調理器1は、次のように変形して実施しても良い。
前述の加熱調理器1の温度検出回路22では温度測定レンジを2つのレンジに切り換えたが、更に多くのレンジに切り換えられるようにしてもよい。図4は3つのレンジに切り換えられるようにした温度検出回路の例である。この場合の温度検出回路22aの温度検出特許は図5に示すような3つの特性曲線で表わされる。
(Modified embodiment)
The above-described
In the
抵抗R1の値は、測定レンジT0〜T1の中間付近の温度におけるサーミスタTh1の抵抗値に等しくする。抵抗R1とR2の並列接続の抵抗値は、測定レンジT1〜T3の中間付近の温度におけるサーミスタTh1の抵抗値に等しくする。抵抗R1とR2とR5の並列接続の抵抗値は、測定レンジT3〜T5の中間付近の温度におけるサーミスタTh1の抵抗値に等しくする。これら3つの条件を満たすように抵抗R1、R2、R5の値を決める。このようにして温度範囲T0〜T5を複数の測定レンジに分割して検出するようにすれば、温度検出精度を一層高めることができる。 The value of the resistor R1 is set equal to the resistance value of the thermistor Th1 at a temperature near the middle of the measurement ranges T0 to T1. The resistance value of the parallel connection of the resistors R1 and R2 is set equal to the resistance value of the thermistor Th1 at a temperature near the middle of the measurement ranges T1 to T3. The resistance value of the parallel connection of the resistors R1, R2, and R5 is set equal to the resistance value of the thermistor Th1 at a temperature near the middle of the measurement ranges T3 to T5. The values of the resistors R1, R2, and R5 are determined so as to satisfy these three conditions. If the temperature ranges T0 to T5 are divided into a plurality of measurement ranges and detected in this manner, the temperature detection accuracy can be further improved.
また、前述の加熱調理器1では温度センサは一つとしたが、複数取り付けるようにしてもよい。温度センサの取り付け位置により検出される温度が異なるためである。この場合には、図6に示すように温度検出回路22bは一つとして複数のサーミスタをマイコン25の出力によりスイッチSW1で切り換え選択できるようにしておく。マイコン25はスイッチSW1の切り換えで検出した温度の中の、例えば一番高い温度を温度制御に使用する。このようにすれば、例えば被加熱物30である鍋等の底が変形していた場合でもより正確な温度を検出できる。
Moreover, in the above-mentioned
また、前述の加熱調理器1では温度センサにサーミスタを使用したが、温度により抵抗値の変化する素子であれば良く、例えばバリスタ、白金抵抗体、半導体PN接合の順方向抵抗、逆方向抵抗等を使用してもよい。
Moreover, although the thermistor was used for the temperature sensor in the above-mentioned
図面中、1は加熱調理器、22は温度検出回路、23は比較回路、24はA/D変換器、25はマイクロコンピュータ、26はインバータ制御部、27はインバータ回路、28は直流電源回路、29は直列共振回路、30は被加熱物、GNDは接地電位、Vrefは基準電圧、R1は第1の抵抗、R2〜R5は抵抗、Th1はサーミスタを示す。 In the drawings, 1 is a heating cooker, 22 is a temperature detection circuit, 23 is a comparison circuit, 24 is an A / D converter, 25 is a microcomputer, 26 is an inverter control unit, 27 is an inverter circuit, 28 is a DC power supply circuit, 29 is a series resonance circuit, 30 is an object to be heated, GND is a ground potential, Vref is a reference voltage, R1 is a first resistor, R2 to R5 are resistors, and Th1 is a thermistor.
Claims (6)
該温度検出回路の出力電圧を所定のしきい値電圧と比較する比較回路(23)と、
前記温度検出回路に選択信号を出力するマイクロコンピュータであって、前記温度検出回路の出力電圧を周期的にA/D変換して取り込み、該取り込んだ値を出力中の前記選択信号に対応した前記特性曲線に照らして被加熱物の温度を算出し、算出した温度と目標温度との偏差をゼロに近づける制御演算を行なってその演算結果を出力信号とするマイクロコンピュータ(25)と、
常時は前記マイクロコンピュータの出力信号と一定の関係をもつ加熱エネルギーを生成し、前記比較回路が前記温度検出回路の出力電圧が前記しきい値電圧を超えたと判定した場合には前記加熱エネルギーの生成を停止するように構成された加熱手段と、を備え、
前記マイクロコンピュ−タは、検出する前記温度検出回路の出力電圧に応じて前記温度検出回路の選択信号を切換えると共にこの選択信号に応じて特性曲線を切換え、
前記マイクロコンピュータにより前記温度検出回路に対して選択信号が出力されると、前記温度検出回路は前記特性曲線を第1特性曲線に切換え当該第1特性曲線に応じた出力電圧を生成し、
前記マイクロコンピュータは、前記温度検出回路の出力電圧を前記切換えられた第1特性曲線に当てはめて当該第1特性曲線に対応した第1温度測定レンジ内で被加熱物の温度を算出し、
前記マイクロコンピュータは該算出した温度が前記第1温度測定レンジを超えた場合に前記温度検出回路に対して選択信号を出力することで、前記温度検出回路は前記第1特性曲線よりも温度検出感度が高くなる第2特性曲線に切換え当該第2特性曲線に応じた出力電圧を生成すると共に、前記マイクロコンピュータは前記第1温度測定レンジの最高温度以上に最低温度が設定された第2温度測定レンジ内で前記温度検出回路の出力電圧を前記第2特性曲線に当てはめて被加熱物の温度を算出するように構成され、
前記比較回路は、前記温度検出回路の出力電圧の比較対象となる前記所定のしきい値電圧が、前記第1特性曲線から前記第2特性曲線に切換える前記温度検出回路の出力電圧よりも高い値に設定され、
前記加熱手段は、
前記比較回路が前記温度検出回路による第1特性曲線に応じた出力電圧を前記所定のしきい値電圧を超えたと判定した場合には、前記第1温度測定レンジの最高温度よりも高い第1過昇温検出温度で前記加熱エネルギーの生成を停止し、
前記比較回路が前記温度検出回路による第2特性曲線に応じた出力電圧を前記所定のしきい値電圧を超えたと判定した場合には、前記第2温度測定レンジの最高温度よりも高く前記第1過昇温検出温度よりも高い第2過昇温検出温度で前記加熱エネルギーの生成を停止することを特徴とする加熱調理器。 A temperature detection circuit (22) for generating an output voltage corresponding to a characteristic curve having a fixed relationship with the temperature of the object to be heated ;
A comparison circuit (23) for comparing the output voltage of the temperature detection circuit with a predetermined threshold voltage ;
A microcomputer for outputting a selection signal to the temperature detection circuit, wherein the output voltage of the temperature detection circuit is periodically A / D converted and taken in, and the taken value corresponds to the selection signal being output. A microcomputer (25) that calculates the temperature of the object to be heated in light of the characteristic curve, performs a control calculation to bring the deviation between the calculated temperature and the target temperature close to zero, and uses the calculation result as an output signal;
Always generates heat energy having a certain relationship between the output signal of the micro computer, the heating energy when the comparison circuit determines that the output voltage of the temperature detection circuit exceeds the threshold voltage and a heating means configured to stop generating,
The microcomputer switches the selection signal of the temperature detection circuit according to the output voltage of the temperature detection circuit to be detected and switches the characteristic curve according to the selection signal.
When a selection signal is output to the temperature detection circuit by the microcomputer, the temperature detection circuit switches the characteristic curve to a first characteristic curve and generates an output voltage corresponding to the first characteristic curve,
The microcomputer applies the output voltage of the temperature detection circuit to the switched first characteristic curve to calculate the temperature of the object to be heated within the first temperature measurement range corresponding to the first characteristic curve,
The microcomputer outputs a selection signal to the temperature detection circuit when the calculated temperature exceeds the first temperature measurement range, so that the temperature detection circuit has a temperature detection sensitivity higher than that of the first characteristic curve. The second temperature measurement range in which the microcomputer is switched to the second characteristic curve with a higher value to generate an output voltage corresponding to the second characteristic curve, and the microcomputer has a minimum temperature set higher than the maximum temperature of the first temperature measurement range And applying the output voltage of the temperature detection circuit to the second characteristic curve to calculate the temperature of the object to be heated.
In the comparison circuit, the predetermined threshold voltage to be compared with the output voltage of the temperature detection circuit is higher than the output voltage of the temperature detection circuit that switches from the first characteristic curve to the second characteristic curve. Set to
The heating means includes
When the comparison circuit determines that the output voltage corresponding to the first characteristic curve by the temperature detection circuit has exceeded the predetermined threshold voltage, a first excess higher than the maximum temperature of the first temperature measurement range. Stop generating the heating energy at the temperature rise detection temperature,
When the comparison circuit determines that the output voltage corresponding to the second characteristic curve by the temperature detection circuit exceeds the predetermined threshold voltage, the first temperature is higher than the maximum temperature of the second temperature measurement range. A cooking device , wherein the generation of the heating energy is stopped at a second overheating detection temperature that is higher than the overheating detection temperature .
The cooking device according to any one of claims 1 to 5, wherein the heating means is configured as an induction heating type heating device.
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