JP5267338B2 - 加熱調理器 - Google Patents

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Description

本発明は一般家庭で使用する誘導加熱調理器において、電源スイッチの応答速度を一定程度速く保ちつつ、瞬時停電時に所定の耐量を確保できる加熱調理器に関する。
従来、この種の加熱調理器は商用電源をON/OFFする電源スイッチを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。
以下、従来の加熱調理器について説明する。図5は従来の加熱調理器を示す斜視図である。図5において、電源スイッチ101は商用電源をON/OFFするものであり、トッププレート102は鍋などの被加熱物を載置するためのものであり、トッププレート102の下方に加熱コイル103が配置される。加熱コイル103に高周波電流を供給するインバーター回路と、インバーター回路の出力を制御する制御手段とを備え、各種スイッチ及び表示素子を備えた操作・表示部104を備え、使用者により、各バーナーに対する加熱出力の設定がなされると制御手段は予め設定された加熱出力となるようにインバーター回路の出力を制御する。
また、電源スイッチに関して、電源スイッチそのものが商用電源をON/OFFするのではなく、商用電源をDC電源に変換する変圧回路と、DC電源により駆動するマイコンにより構成された制御手段を備え、DC電源に接続されたON/OFFスイッチ(電源スイッチ)によるHIGH、LOWの信号により電源スイッチが押されたことを制御手段が検知し、電源スイッチのON/OFF状態を認識し、各インバーター回路へ商用電源の供給をON/OFFするスイッチ(リレー)の駆動を制御するものもある。
また、ON/OFFスイッチ(電源スイッチ)により、電源スイッチが押されているときにHIGH信号、電源スイッチが押されていないときはLOW信号が出力される回路と、電源状態がOFFの場合に電源スイッチのHIGH信号が入力されるとHIGHを出力し続け、電源状態がONの場合に電源スイッチのHIGH信号が入力されるとLOW出力へ出力を変化させるマイコンを介しない電源状態保持回路と、電源状態保持回路の出力を制御手段へ入力し、電源状態保持回路がHIGH出力の場合は各インバーター回路へ商用電源を供給するリレーをONにし、電源状態保持回路がLOW出力の場合は各インバーター回路へ商用電源の供給するリレーをOFFにするよう制御する制御手段を備えたものもある。
また、この種の加熱調理器には炊飯機能や、グリルが備えられたものであればオート魚焼機能などオート調理機能を備えたものがあり、通常おこりうる瞬時停電に対してある一定の耐量を持たせ、瞬時停電が起こったとしてもオート調理が継続できるようにマイコン及び電源状態保持回路をリセットさせない必要がある。
特開2005−268208号公報
しかしながら、前記従来の加熱調理器は電源状態保持回路用の電源電圧を安定させるためのコンデンサを備え、前記コンデンサを充電させる時間が電源スイッチのON反応時間
であり、電源状態保持回路用の前記コンデンサを放電させる時間が電源スイッチのOFF反応時間となる。瞬時停電の耐量時間を持たせるためには前記コンデンサの容量をUPさせる必要があり、電源スイッチの反応時間と瞬停耐量とのトレードオフの関係があるという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電源スイッチの反応時間を一定程度速く保つことが出来、且つ瞬時停電時にも一定程度の耐量時間を確保できる加熱調理器を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、操作を可能にするための電源スイッチと、商用電源から直流電源を作成する電圧変換回路と、前記直流電源の一端に入力端子が接続される第1のスイッチと、前記第1のスイッチの出力端に接続された第1の電流制限手段と、前記第1のスイッチ、前記第1の電流制限手段を介して前記直流電源間に接続された第1のコンデンサと、前記第1のスイッチの出力端に接続された第2の電流制限手段と、前記第2の電流制限手段を介して前記直流電源間に接続された第2のコンデンサと、前記第2のコンデンサと前記第1のコンデンサの間に前記第2のコンデンサから第1のコンデンサに電流が流れるように接続された第1のダイオードと第3の電流制限手段と、前記第1のコンデンサと前記第2のコンデンサの電荷を放電するための第2のスイッチを含む放電手段と、を備え、前記第1のコンデンサの容量は前記第2のコンデンサの容量に比べ小とし、かつ前記第1の電流制限手段は前記第2の電流制限手段より電流制限値を小さくするとともに、前記電源スイッチをオンすると前記第1のスイッチをオンし、前記電源スイッチをオフすると前記第1のスイッチをオフしかつ前記放電手段の前記第2のスイッチをオンすることにより前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサの電荷を放電するとしたものである。
これによって、電源スイッチの反応時間を一定程度速く保つことが出来、且つ瞬時停電時にも一定程度の耐量時間を確保できる加熱調理器を提供することが出来る。
本発明の誘導加熱調理器は、容量の異なるコンデンサを2個備え、第1のコンデンサの容量は第2のコンデンサの容量に比べ小とし、第1のコンデンサの充放電時定数により電源スイッチの反応時間を一定程度速く保つことが出来、第2のコンデンサの放電時定数により瞬時停電時の耐量時間を確保することが出来る加熱調理器を提供することが出来る。
本発明の実施の形態1における加熱調理器を示すブロック図 本発明の実施の形態1における充放電回路を表す図 本発明の実施の形態2における充放電回路を表す図 本発明の実施の形態3における充放電回路を表す図 従来の加熱調理器を示す斜視図
第1の発明は、操作を可能にするための電源スイッチと、商用電源から直流電源を作成するAC/DC変換回路と、前記直流電源の一端に入力端子が接続される第1のスイッチと、前記第1のスイッチの出力端に接続された第1の電流制限手段と、前記第1のスイッチ、前記第1の電流制限手段を介して前記直流電源間に接続された第1のコンデンサと、前記第1のスイッチの出力端に接続された第2の電流制限手段と、前記第2の電流制限手段を介して前記直流電源間に接続された第2のコンデンサと、前記第2のコンデンサと前記第1のコンデンサの間に前記第2のコンデンサから第1のコンデンサに電流が流れるように接続された第1のダイオードと第3の電流制限手段と、前記第1のコンデンサと前記
第2のコンデンサの電荷を放電するための第2のスイッチを含む放電手段と、を備え、前記第1のコンデンサの容量は前記第2のコンデンサの容量に比べ小とし、かつ前記第1の電流制限手段は前記第2の電流制限手段より電流制限値を小さくするとともに、前記電源スイッチの動作により電源オフからオンに移行すると前記第1のスイッチをオンし、前記電源スイッチの動作により電源オンからオフに移行すると前記第1のスイッチをオフしかつ前記放電手段の前記第2のスイッチをオンすることにより前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサの電荷を放電することにより、第1のスイッチをオンすると、抵抗値の小さな第1の抵抗で容量の小さな第1のコンデンサを充電するので充電時定数が小さくなり第1のコンデンサを充電する時間を短くでき、第1のスイッチは電源スイッチに連動して動作するので、電源オン時には第1のコンデンサへ短時間で充電され、各種回路が動作するための電源を速く立上げる事が出来る。また、電源スイッチ操作により電源をオフした時には放電手段を駆動して第1のコンデンサを放電するため早く各種回路への電源供給を停止し電源オフすることが出来る。一方、停電などで商用電源の供給が無くなった場合は第1のコンデンサに比べ容量を大きくした第2のコンデンサの充電電荷で各種回路への電源供給が確保できるので電源供給の保持時間を長くすることができる。
また、第1の電流制限手段、及び第2の電流制限手段を抵抗器により構成し、第1の抵抗器は第2の抵抗器より抵抗値を小さくすることで、比較的安価に電源スイッチの反応速度を一定程度速く、且つ一定以上の瞬時停電時の耐量時間を確保できる加熱調理器を提供することが出来る。
の発明は、第1の発明の電源スイッチの入力を検知し、電源OFF状態からON状態へ移行する場合に前記第1のスイッチをオンにし、電源ON状態からOFF状態へ移行する場合に前記第2のスイッチをオンにする電源状態保持回路を備え、前記第1の電流制限手段、及び前記第2の電流制限手段を制御手段からの信号により駆動するトランジスタにより構成し、電源OFF状態からON状態へ移行する場合に前記第1の電流制限手段の第1のトランジスタをオンし、所定時間1経過後前記第2の電流制限手段の第2のトランジスタをオンすることにより、電源スイッチの反応速度を一定程度速く、且つ一定以上の瞬時停電時の耐量時間を確保できる加熱調理器を提供することが出来る。
の発明は、第1の発明の電源スイッチの入力を検知し、電源OFF状態からON状態へ移行する場合に前記第1のスイッチをオンにし、電源ON状態からOFF状態へ移行
する場合に前記第2のスイッチをオンにする電源状態保持回路を備え、前記第1の電流制限手段、及び前記第2の電流制限手段を前記制御手段からの信号により駆動するトランジスタにより構成し、電源OFF状態からON状態へ移行する場合に前記第1の電流制限手段の第1のトランジスタと前記第2の電流制限手段の第2のトランジスタを所定の周波数によりスイッチングさせ、前記第1のトランジスタのデューティーON時間を前記第2のトランジスタのデューティーON時間よりも長くすることにより、電源スイッチの反応速度を一定程度速く、且つ一定以上の瞬時停電時の耐量時間を確保できる加熱調理器を提供することが出来る。
また、第2のコンデンサの正極と第1のコンデンサの正極間に備えた第1のダイオードを廃止し、第3の電流制限手段を第1のコイルにより構成することで、比較的安価に電源スイッチの反応速度を一定程度速く、且つ一定以上の瞬時停電時の耐量時間を確保できる加熱調理器を提供することが出来る。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器のブロック図を示すものである
外郭を構成する本体1と本体1の上面に配置され調理容器2を載置するトッププレート3を有し、商用電源4から商用電源4をON/OFFするリレーにより構成されたスイッチ手段5を介し供給された交流電源を直流に変換する整流回路を備えている。トッププレート3の下方に調理容器2を加熱するための加熱コイル6を備え、調理容器2を加熱する際に、インバーター回路7は整流回路により直流に変換された電源から高周波電流を加熱コイル6に供給する。加熱コイル6に高周波電流が供給されると交番磁界が発生し、加熱コイル6の上方に配置された金属製の調理容器2の底面に渦電流を発生させ、渦電流によるジュール熱を利用し調理容器2を加熱することが出来る。
制御手段8は操作・表示手段9により使用者が設定した火力に応じて、インバーター回路7の出力を制御する。本実施の形態の制御手段8はマイコンにて構成する。
制御手段8は加熱コイル6の略中央に配置されたサーミスタにより構成された温度検知手段10により検知された温度に応じてインバーター回路の出力を制御する。
なお、本実施の形態では温度検知手段10をサーミスタにより構成するとしたが、白金センサや赤外線センサなどの温度検知素子を使用してもよい。
制御手段8はマイコン上のROMやRAMまたは回路上のEEPROMなどにより構成された記憶手段11を備える。記憶手段11は各火力設定に応じたインバーター回路7の制御パラメータや、オート調理用のシーケンスなどを記憶し保存している。
制御手段8は計時手段12により計時された時間を用い加熱開始後一定時間操作手段のキー操作がない場合に切り忘れと判断し、加熱をOFFする機能などを備える。
報知手段13は操作・表示手段9によりキーが押された場合の確認音や、タイマー機能により調理を行っている場合にタイマー終了時間になると加熱を停止し、タイマーが終了した旨の報知を行う。
制御手段8及びインバーター回路7、操作・表示手段9や報知手段13を駆動させるためのDC電源を商用電源4より作成するAC/DC変換回路14を備え、操作・表示手段9に配置された電源スイッチ15により電源がON/OFFされると現在の電源状態を保持する電源状態保持回路16により電源がON状態の場合はHIGHの信号が制御手段8に出力され、電源がOFF状態の場合はLOWの信号が制御手段8に出力される。
制御手段8は電源状態保持回路16の出力により、電源ONの場合は操作・表示手段9の電源供給状態を使用者へ知らせるための電源LEDを点灯し、スイッチ手段5をONにし、インバーター回路7へ電源を供給する。電源OFFの場合は操作・表示手段9の電源LEDを消灯する。
電源状態OFF時に電源スイッチ15が押されると充放電回路17は電源状態保持回路16への電源供給を行い、電源状態ON時に電源スイッチ15が押されると充放電回路17は電源状態保持回路16への電源供給を遮断する。
次に、図2を用い充放電回路17の説明を行う。図2において、AC/DC変換回路14により商用電源4から作成された直流電源18の出力端子にエミッタが接続されたPNPトランジスタにより構成された第1のスイッチ17aと、第1のスイッチ17aのコレクタに接続され第1の抵抗器により構成された第1の電流制限手段17bと、第1の電流
制限手段17bを介して直流電源18間に接続された第1の電解コンデンサにより構成された第1のコンデンサ17cがある。第1のコンデンサ17cの正極は電源状態保持回路16に供給される電源状態保持回路用電源17dに接続される。
また、第1のスイッチ17aのコレクタに接続された第2の抵抗器により構成された第2の電流制限手段17eと、第2の電流制限手段17eを介して直流電源18間に接続された第2の電解コンデンサにより構成された第2のコンデンサ17fがある。
第2のコンデンサ17fから第1のコンデンサ17cに電流が流れるように接続された第1のダイオード17gと、第2のコンデンサ17fの正極と第1のダイオード17gのアノード間に第3の抵抗器により構成された第3の電流制限手段17hを接続している。
第1のコンデンサ17cの正極と第1のダイオード17gのカソードにエミッタを接続したPNPトランジスタにより構成された第2のスイッチ17iaと第2のスイッチ17iaのコレクタと直流電源18のGND間に接続された第4の抵抗器により構成された第4の電流制限手段17ibがある。第2のスイッチ17iaと第4の抵抗器17ibから放電手段17iは構成される。
第1のコンデンサ17cは電源状態がOFFからONになる際に第1のスイッチ17aがオンし、第1の電流制限手段17bを介して充電される。この充電時定数が電源スイッチ15の反応時間となる。
第1のスイッチ17aがオンすると、第1のコンデンサ17cへの充電と同時に第2の電流制限手段17eを介して第2のコンデンサ17fへの充電も開始されるが、第1の電流制限手段17bの抵抗値を第2の電流制限手段17eの抵抗値より低くしておけば、第1のコンデンサ17cの正極電圧を第2のコンデンサ17fよりすばやく立上げることが出来る。
電源状態がONからOFFになる際は第2のスイッチ17iaをオンにし、第4の電流制限手段17ibを介して第1のコンデンサ17cの電荷を放電することができる。第4の電流制限手段17ibの抵抗値は第2のスイッチ17iaのラッシュ電流を部品定格以内に抑える目的で接続されたものであり、抵抗値は小さくてよい。電源状態保持回路用電源17dの電圧をすばやく下げることができる抵抗値とする。
また、商用電源4が瞬時停電などで電源供給が停止されるとAC/DC変換回路14による直流電源18の電源供給がなくなるため電源状態保持回路用電源17dの電圧を保持するために第3の電流制限手段17hと第1のダイオード17gを介して第2のコンデンサ17fに充電された電荷により第1のコンデンサ17cの充電及び電源状態保持回路16へ電流が供給されるため、第2のコンデンサ17fの充電電荷分により電源状態保持回路16は動作することができる。
本実施の形態における第1の電流制限手段17bの抵抗値は510Ωとし、第1のコンデンサ17cの容量は10μFとする。
なお、本実施の形態における第1の電流制限手段17bの抵抗値は510Ω、第1のコンデンサ17cの容量は10μFとしたが、電源スイッチ15の反応時間が所望の時間に設定できればこれに限られるものではない。
なお、本実施の形態における電源スイッチ15の反応速度は100ms以下とする。
本実施の形態における第2の電流制限手段17eの抵抗値は10kΩ、第2のコンデンサ17fの容量は470μFとする。
なお、本実施の形態における第2の電流制限手段17eの抵抗値は10kΩ、第2のコンデンサ17cの容量は470μFとしたが、瞬時停電時の耐量時間が所望の時間に設定できればこれに限られるものではない。
なお、本実施の形態における瞬時停電時の耐量時間は約1秒とする。
これにより、電源スイッチの反応時間を一定程度速く保つことが出来、且つ瞬時停電時にも一定程度の耐量時間を確保できる加熱調理器を提供することが出来る。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1と同じ構成物・動作については説明を省略する。
図3を用い本実施の形態における充放電回路17の説明を行う。図2において、AC/DC変換回路14により商用電源4から作成された直流電源18の出力端子にエミッタが接続されたPNPトランジスタにより構成された第1のスイッチ17aと、第1のスイッチ17aのコレクタに接続され第1のトランジスタにより構成された第1の電流制限手段17bと、第1の電流制限手段17bを介して直流電源18間に接続された第1の電解コンデンサにより構成された第1のコンデンサ17cがある。第1のコンデンサ17cの正極は電源状態保持回路用電源17dに接続される。
また、第1のスイッチ17aのコレクタに接続された第2のトランジスタにより構成された第2の電流制限手段17eと、第2の電流制限手段17eを介して直流電源18間に接続された第2の電解コンデンサにより構成された第2のコンデンサ17fがある。
第1のコンデンサ17cは電源状態がOFFからONになる際に、第1のスイッチ17aがオンすると同時に第1のトランジスタをオンし、第1のトランジスタを介して充電される。
第1のスイッチ17aがオンすると、第1のコンデンサ17cへの充電開始から所定時間1経過後に第2のトランジスタをオンし、第2のトランジスタを介して第2のコンデンサ17fへの充電を開始する。
本実施の形態では所定時間1を100msとする。なお、本実施の形態では所定時間1を100msとしたが、第1のコンデンサ17cの充電が終了する時間が確保できればこれに限られるものではない。
なお、本実施の形態では第1のトランジスタの駆動と第2のトランジスタの駆動に所定時間1の時間差を設けると説明したが、第1のコンデンサ17cへ充電を早く、第2のコンデンサ17fへの充電を遅くできれば、第1のスイッチ17aがオンした後、第1のトランジスタはDUTY100%(連続オン)で動作し、第2のトランジスタをDUTY20%(20%オン、80%オフ)で駆動するようにしてもよい。
なお、本実施の形態では第1のトランジスタのオンDUTYを100%、第2のトランジスタのオンDUTYを20%としたが、第1のコンデンサ17cの充電時間が、電源スイッチ15の反応時間が所望の時間(100msとする)に設定できればこれに限られるものではない。
また、商用電源4が瞬時停電などで電源供給が停止されると、実施の形態1と同様に、AC/DC変換回路14による直流電源18の電源供給がなくなるため電源状態保持回路用電源17dの電圧を保持するために第3の電流制限手段17hと第1のダイオード17gを介して第2のコンデンサ17fに充電された電荷により第1のコンデンサ17cの充電及び電源状態保持回路16へ電流が供給されるため、第2のコンデンサ17fの充電電荷分により電源状態保持回路16は動作することができる。
これにより、電源スイッチの反応時間を一定程度速く保つことが出来、且つ瞬時停電時にも一定程度の耐量時間を確保できる加熱調理器を提供することが出来る。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3について説明する。なお、実施の形態1と同じ構成物・動作については説明を省略する。
第2のコンデンサ17fと第1のコンデンサ17cの各正極間に第1のコイルにより構成された第3の電流制限手段17hを接続している。
電源状態がONからOFFになる際は第2のスイッチ17iaをオンにし、第4の電流制限手段17ibを介して第1のコンデンサ17cの電荷を放電することができる。その際、第4の電流制限手段17ibの第1のコイルを介して第2のコンデンサの放電も一定時間後に開始されるが、第1のコイルのL値により、電源状態保持回路用電源17dの電圧を一定時間の間低レベルに落とすことができるため電源状態保持回路をリセットすることができる。
また、商用電源4が瞬時停電などで電源供給が停止されるとAC/DC変換回路14による直流電源18の電源供給がなくなるため電源状態保持回路用電源17dの電圧を保持するために第1のコイルを介して第2のコンデンサ17fに充電された電荷により第1のコンデンサ17cの充電及び電源状態保持回路16へ電流が供給されるため、第2のコンデンサ17fの充電電荷分電源状態保持回路16は動作することができる。
ここで、電源状態保持回路16のインピーダンスは放電手段17iの放電抵抗である第4の抵抗値よりも大きいため電源状態保持回路16の電圧を保つことができる。
これにより、電源スイッチの反応時間を一定程度速く保つことが出来、且つ瞬時停電時にも、一定程度の耐量時間を確保できる加熱調理器を提供することが出来る。
以上のように、本発明にかかる加熱調理器は、容量の異なるコンデンサを2個備え、第1のコンデンサの容量は第2のコンデンサの容量に比べ小とし、第1のコンデンサの充放電時定数により電源スイッチの反応時間を一定程度速く保つことが出来、第2のコンデンサの放電時定数により瞬時停電時の耐量時間を確保することが出来るため、その他の加熱調理器等の用途にも適用できる。
4 商用電源
14 AC/DC変換回路
15 電源スイッチ
16 電源状態保持回路
17a 第1のスイッチ
17b 第1の電流制限手段
17c 第1のコンデンサ
17e 第2の電流制限手段
17f 第2のコンデンサ
17g 第1のダイオード
17h 第3の電流制限手段
17i 放電手段
17ia 第2のスイッチ
18 直流電源

Claims (3)

  1. 操作を可能にするための電源スイッチと、商用電源から直流電源を作成するAC/DC変換回路と、前記直流電源の一端に入力端子が接続される第1のスイッチと、前記第1のスイッチの出力端に接続された第1の電流制限手段と、前記第1のスイッチ、前記第1の電流制限手段を介して前記直流電源間に接続された第1のコンデンサと、前記第1のスイッチの出力端に接続された第2の電流制限手段と、前記第2の電流制限手段を介して前記直流電源間に接続された第2のコンデンサと、前記第2のコンデンサと前記第1のコンデンサの間に前記第2のコンデンサから第1のコンデンサに電流が流れるように接続された第1のダイオードと第3の電流制限手段と、前記第1のコンデンサと前記第2のコンデンサの電荷を放電するための第2のスイッチを含む放電手段と、を備え、前記第1のコンデンサの容量は前記第2のコンデンサの容量に比べ小とし、かつ前記第1の電流制限手段は前記第2の電流制限手段より電流制限値を小さくするとともに、前記電源スイッチの動作により電源OFFからONに移行すると前記第1のスイッチをオンし、前記電源スイッチの動作により電源ONからOFFに移行すると前記第1のスイッチをオフしかつ前記放電手段の前記第2のスイッチをオンすることにより前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサの電荷を放電する加熱調理器。
  2. 前記電源スイッチの入力を検知し、電源OFF状態からON状態へ移行する場合に前記第1のスイッチをオンにし、電源ON状態からOFF状態へ移行する場合に前記第2のスイッチをオンにする電源状態保持回路を備え、前記第1の電流制限手段、及び前記第2の電流制限手段を制御手段からの信号により駆動するトランジスタにより構成し、電源OFF状態からON状態へ移行する場合に前記第1の電流制限手段の第1のトランジスタをオンし、所定時間1経過後前記第2の電流制限手段の第2のトランジスタをオンする請求項1に記載の加熱調理器。
  3. 前記電源スイッチの入力を検知し、電源OFF状態からON状態へ移行する場合に前記第1のスイッチをオンにし、電源ON状態からOFF状態へ移行する場合に前記第2のスイッチをオンにする電源状態保持回路を備え、前記第1の電流制限手段、及び前記第2の電流制限手段を前記制御手段からの信号により駆動するトランジスタにより構成し、電源OFF状態からON状態へ移行する場合に前記第1の電流制限手段の第1のトランジスタと前記第2の電流制限手段の第2のトランジスタを所定の周波数によりスイッチングさせ、前記第1のトランジスタのデューティーON時間を前記第2のトランジスタのデューティーON時間よりも長くする請求項1に記載の加熱調理器。
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