JP5391650B2

JP5391650B2 - 電子レンジ

Info

Publication number: JP5391650B2
Application number: JP2008279441A
Authority: JP
Inventors: 泰親青木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2028-10-30
Also published as: JP2010107110A

Description

本発明は、供給商用電源電圧により高周波発振器およびヒータの制御および冷却ファンモータを制御する電子レンジに関する。

図３は、従来の電子レンジのブロック構成図である。商用電源より、電力制御を行うインバータ１０１を介し、食品を加熱する高周波発振器１０２が接続されている。また同様に商用電源より、食品を加熱するヒータ１０３および回路に所定電圧を供給する低圧トランス１０４が接続されている。

低圧トランス１０４の二次側にこの出力を整流する整流素子１０５とその整流波形を平滑するコンデンサ１０６が接続されている。このコンデンサ１０６の電圧を分圧する電圧検出回路１０７より制御回路１０８が接続されている。

この制御回路１０８は、電圧検出回路１０７からの入力電圧により、インバータ１０１への制御信号とヒータ１０３と直列に接続されたリレー１０９とを制御している。

制御回路１０８は、電圧検出回路１０７の入力電圧より電源電圧が低いことを検出するとリレーのオン／オフのデューティを高くし、電圧検出回路１０７の入力電圧より電源電圧が高いとデューティを低くすることにより食品への供給電力を一定に保つように制御する。

また、予めプログラムされた自動調理の場合は、ヒータ１０３の通電時間を補正して調理の出来栄えを一定に保つように、電源電圧補正を行う電子レンジがある（例えば、特許文献１参照）。

更に、電力制御を行うインバータ１０１自身に電源電圧検出手段を設け、落雷などの外来ノイズによる異常電圧やスパーク時に発生する異常電圧を検出し、スイッチング素子の駆動回路を停止し、スイッチング素子の電圧電流責務の増大を防止し、インバータ１０１自身の破壊を防止する電子レンジがある（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−３５３５２号公報特開平１１−１４４８６０号公報

特許文献１に記載の方法では、通常使用される電源電圧範囲において加熱条件を補正し調理性能を改善するもので、異常電圧が印加された場合における電力制御を行う高圧電源や、ヒータ及び冷却ファンモータを保護するものではない。

特許文献２に記載の方法では、高圧電源の１つであるインバータに異常電圧を検出する検出手段を設け、異常電圧検出時にはスイッチング素子の駆動回路を停止し、スイッチング素子の電圧電流責務の増大を防止することでインバータの破壊を防止している。

これは、瞬時の異常電圧に対して、スイッチング素子の耐圧破壊を防止するためのもので、電圧の過渡変化を検出してスイッチング素子の耐圧破壊電圧以下で動作を停止するものである。

本発明は、通常使用で想定した電源電圧以上の電源電圧が短時間印加されても直ちに故障には繋がらない高圧電源やヒータ、冷却ファンモータといった電気部品に対して、長時間の定格外電圧印加による故障にたいする保護を行うものである。

本発明は、電源に並列に接続された、食品を加熱する高周波発振器の高圧電源およびヒータと電気部品を冷却する冷却ファンモータと電源電圧を所定電圧に変圧するトランスと、トランスの二次側電圧より電源電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路の電圧レベルと予め記憶させた１つまたは複数の設定電圧レベルと、設定電圧レベルを超えている時間を計測するタイマーと、設定電圧レベルとタイマーの計測時間に依り高周波発振器の高圧電源及びヒータと冷却ファンモータを制御する制御回路とを備え、前記設定電圧レベルの１つとして通常使用で想定した電源電圧を超えた電圧レベルを設定し、前記高圧電源、前記ヒータ、および前記冷却ファンモータは、それぞれに対して、前記設定電圧レベルと、前記計測時間として所定時間とを設定され、前記高圧電源、前記ヒータ、または前記冷却ファンモータの内、前記設定電圧レベルを所定時間超えたものの通電を停止する制御回路とを備えた構成とした。

本発明の電子レンジによれば、高周波発振器の高圧電源及びヒータ及び冷却ファンモータのそれぞれの負荷に対して設定電圧レベルと計測時間を設けることができるので、負荷毎に制御することが可能となる。

また、高圧電源またはヒータまたは冷却ファンモータといった半導体素子に比べ、過電圧に対する耐性の高い電気部品の保護機能として、落雷などの外来ノイズによる単発的な電圧異常に対し、過敏に異常判定処理を行わなくできるため、使用者にとっては、使い勝手を損なわなくすることができる。また、この所定時間は、電気部品ごとの使用条件を鑑み決めることができる。

本発明によれば、高圧電源またはヒータまたは冷却ファンモータといった半導体素子に比べ、過電圧に対する耐性の高い電気部品の保護機能として、落雷などの外来ノイズによる単発的な電圧異常に対し、過敏に異常判定処理を行わなくできるため、使用者にとっては、使い勝手を損なわなくすることができる。

また、所定時間以上の定格外電圧の印加に対して、高圧トランスや冷却ファンモータを構成する巻き線の絶縁材料が異常発熱により絶縁破壊するのを防ぐことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る電子レンジのブロック構成図である。図１において、商用電源より、電力制御を行うりリレー１と高圧トランス２を介し、食品を加熱する高周波発振器３が接続されている。

また同様に商用電源より、リレー４及び５を介し、食品を加熱するヒータ６と電気部品を冷却する冷却ファンモータ７と、制御回路８に所定電圧を供給する低圧トランス９が接続されている。低圧トランス９の二次側にこの出力を整流する整流素子とその整流波形を平滑するコンデンサと電圧を分圧する抵抗により電圧検出回路１０が構成されている。

本実施の形態においては、制御回路８は低圧トランス９で形成される二次側の電圧に接続され動作している。本実施の形態に係る電子レンジの回路図においては、低圧トランス９以降の電源回路については、記述を省略している。

このような構成において、制御回路８は、ヒータ６により食品を加熱する場合は、リレー４を制御することによりヒータ６をオン・オフし加熱室内の食品を所望の加熱状態に加熱する。マイクロ波で加熱する場合は、リレー１をオンし高圧トランス２に電力を供給することで高周波発振器３を動作させ、加熱室内の食品にマイクロ波を照射する。

制御回路８はリレー１をオン・オフすることで食品に対する加熱量を制御し所望の加熱状態に加熱する。また、制御回路８は、食品の加熱動作により、電気部品や電気部品を収納する機械室内の温度が上がるとリレー５をオンさせ冷却ファンモータ７を動作させ機械室内の電気部品を冷却する。

図２は、商用電源の電源電圧と電圧検出回路１０の出力から求めた電源電圧検出レベルとの関係を表すものである。制御回路８は電源電圧の変動に対して調理の出来栄えを改善する為に、電圧検出回路１０からの入力電圧情報（電源電圧検出レベル）の基づき、高圧電源（高圧トランス２）と直列に接続されたリレー１と、ヒータ６と直列に接続されたリレー４とのオン・オフ時間の割合を変える。

電源電圧が定格電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）より低いとオン・オフのデューティ比を高くすることでオン時間を長くし、電源電圧が高いとオン・オフのデューティ比を低くすることでオン時間を短くし食品への加熱量を一定に保つ様に制御し、電子レンジの設置場所の違いによる電源電圧の違いや、電源電圧の変動に対して、最適な調理の出来栄えを実現している。

このような調理の出来栄えに関する電圧検出回路１０及び制御回路８による補正制御は、一般的に電子レンジの動作保証範囲内（例えばＡＣ９０Ｖ〜１１０Ｖの範囲内）の電源電圧で機能している。

更に、電子レンジの動作保証範囲外の電源電圧が入力された場合には、電源電圧検出回路１０の検出する電圧情報に基づき、タイマー１１で、予め制御回路８の内部に設定された設定電圧レベルを超えている時間を計測する。この計測時間が所定時間を超えた場合に、制御回路８は、高圧トランス２及び冷却ファンモータ７をオン・オフするリレー１及び５がオンしている場合は、オフさせる。

設定電圧は、電子レンジの動作保証電圧外の電圧レベルに設定する。この設定電圧は、ヒータ６、ファンモータ７及び高圧トランス２の動作状態に応じて変えることができる。また、計測する所定時間もヒータ６、ファンモータ７、高圧トランス２のそれぞれに対して設定することができる。この所定時間の設定は、商用電源で動作するヒータ６、ファンモータ７、高圧トランス２の過電圧印加の耐性に応じて設定する。

半導体素子で構成される電気部品の場合は、半導体素子に印加可能な最大印加電圧以下の電圧を検出し瞬時に電圧印加を止める制御が必要となるが、上記ヒータ６、ファンモータ７、高圧電源を構成する高圧トランス２といった抵抗体や巻き線で構成された電気部品は、数秒から数十秒程度の過電圧印加に対して、一般的に半導体素子で構成された電気部品に比べ印加電圧にたいする耐性が高い。

従って、半導体素子で構成された電気部品より長い計測時間を設定しても該当する電気部品が直ぐに故障するような状況には至らない。

商用電源に重畳される雷によるサージ電圧や、商用電源に繋がれ他機器の動作時に発生するノイズは数十ｍｓ以内と考えられており、この程度数十ｍｓ以下の短い時間の過電圧
の発生に対し、ヒータ、ファンモータ、高圧電源（高圧トランス２）を駆動するリレーをオフ動作させると想定外のタイミングでリレーをオフするため当初の想定した加熱量が維持できず所望の加熱状態に仕上がらなくなる。

これを制御回路８にて補正をかけることも可能であるが、制御が複雑になってしまう。また、リレーのオン・オフ回数も増える為、リレーの寿命が想定以上に早く来てしまう。本実施の形態においては、この所定時間を左記の条件を鑑み数秒以上に設定する。

例えば、製品の動作保証範囲の９０Ｖから１１０Ｖを超えた図２の電源電圧が１２５Ｖの電源電圧検出レベルｃを１０秒以上超え場合、直ちにリレー１、４、５をオフさせヒータ６、冷却ファンモータ７、高圧トランス２への通電を停止する。

この電源電圧（１２５Ｖ）及び所定時間（１０秒）は左記の電気部品の過電圧に対する耐量から求めた一例であり、使用する電気部品や電子レンジの仕様環境に応じて設定することは言うまでも無いことである。

また、万が一所定時間以上の定格外電圧が印加されたとしても、高圧トランスや冷却ファンモータへの電圧の印加を停止することで左記電気部品を構成する巻き線の絶縁材料が過電圧印加による異常発熱により絶縁破壊に至ることを防ぐことが可能となる。

以上のように、本発明は電子レンジに適用されるものであり、半導体素子に比べ、過電圧に対する耐性の高い電気部品の保護機能として、過敏に機器を停止させることなくすことができるため、使用者にとっては、使い勝手を損なわなくすることができる。

本発明の実施の形態に係る電子レンジのブロック構成図電源電圧と電圧検出回路の出力から求めた電源電圧検出レベルとの関係を表す図従来の電子レンジのブロック構成図

符号の説明

１、４、５リレー
２高圧トランス
３高周波発振器
６ヒータ
７冷却ファンモータ
８制御回路
９低圧トランス
１０電圧検出回路
１１タイマー

Claims

電源に並列に接続された、食品を加熱する高周波発振器の高圧電源およびヒータと電気部品を冷却する冷却ファンモータと電源電圧を所定電圧に変圧するトランスと、前記トランスの二次側電圧より電源電圧を検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路の電圧レベルと予め記憶させた１つまたは複数の設定電圧レベルと、前記設定電圧レベルを超えている時間を計測するタイマーと、前記設定電圧レベルとタイマーの計測時間に依り前記高周波発振器の高圧電源及び前記ヒータと前記冷却ファンモータを制御する制御回路とを備え、前記設定電圧レベルの１つとして通常使用で想定した電源電圧を超えた電圧レベルを設定し、
前記高圧電源、前記ヒータ、および前記冷却ファンモータは、それぞれに対して、前記設定電圧レベルと、前記計測時間として所定時間とを設定され、
前記高圧電源、前記ヒータ、または前記冷却ファンモータの内、前記設定電圧レベルを所定時間超えたものの通電を停止する制御回路とを備えた電子レンジ。