JPH0219596B2 - - Google Patents
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Description
硝子セラミツク板を電気式調理装置の調理頂部
として使うことが次第に普及している。こういう
滑らかな調理面の利点としては、外観がきれいで
あること、掃除がし易いことが挙げられる。然
し、硝子セラミツク板は熱インピーダンスが高い
為、この様な調理頂部は、さや入り加熱素子を用
いた普通の調理面程、熱効率がよくない。 2珪化モリブデン(MoSi2)及びタングステン
の様な材料は独特な電気的及び熱的な特性を持つ
為、こういう材料で作つた抵抗加熱素子は、硝子
セラミツク製の調理頂部と共に使うのに魅力的で
ある。MoSi2及びタングステンの抵抗温度係数が
正で大きいこと、熱容量が小さく、比熱が小さい
という特性や、こういう材料で作つた加熱素子を
使うと、高い動作温度が達成し得ることの為、硝
子セラミツク製の調理頂部を用いた調理装置の熱
効率を改善する可能性がある。然し、この同じ動
的な電気的及び熱的な特性により、電力制御の上
で問題があり、その為にこれまではこういう材料
で使つた加熱素子を電気調理装置で使うのが実用
的にならなかつた。 従来、電気調理装置の電力制御は、バイメタル
の無限加熱スイツチの様な温度感知形スイツチを
用いて行われている。動作の際、オペレータがス
イツチを調節して、所望の調理温度にする。加熱
素子が予定の温度に達するまで、スイツチは閉じ
たまゝでいる。その後スイツチが開き、素子の温
度が予定の温度に下がるまで、開いたまゝになつ
ている。スイツチはこういう風に不定期間の間オ
ン及びオフの間を変化し続ける。従来のさや入り
加熱素子は加熱並びに冷却が比較的ゆつくりして
いるから、この様な切換えサイクルは比較的長
く、数秒から30秒に及ぶ。更に、従来のさや入り
抵抗素子の抵抗値は室温から動作温度まで変わつ
ても僅わしか変化しない。従来の抵抗素子の抵抗
値は関心が持たれる温度範囲では、比較的温度に
無関係であるから、スイツチが閉じる時の過渡的
な電流サージもごく小さい。この為、従来の電力
制御方式は満足に作用している。 然し、MoSi2又はタングステンで作つた抵抗加
熱素子は動的な特性を持つ為、従来の制御方式を
用いて、こういう抵抗素子を制御することが出来
ない。第1に、調理器具に使う様に設計された、
米国特許第3912905号に一般的に説明されている
MoSi2の加熱素子は、室温に於ける1乃至1.5オ
ームから、約1000℃の動作温度に於ける12オーム
まで、抵抗値が変化するのが典型的である。この
為、標準的な120ボルトの家庭用交流電源で付勢
すると仮定すると、加熱素子の温度が室温から動
作温度まで変化する時、負荷電流は大体110アン
ペアの初期の尖頭値からRMS8.5アンペア程度の
定常状態の電流まで変化する。110アンペアのこ
の初期電流は、極めて短期間の場合を除き、家庭
用機器で許容し得るよりも明らかに大きい。第2
に、この加熱素子は冷めるのが極めて早い。この
抵抗素子の熱応答の最初の時定数は600−1000ミ
リ秒の範囲である。この素子は急速に冷めて、そ
れと同時に抵抗値が下がるので、定常状態の動作
中でも、素子の抵抗値は電力を印加する時の合間
に、その後で電力を印加する際に過大な電流を流
す様なレベルまで低下することがある為、過大な
電流サージが起り得る。この為、頻繁な過大電流
サージを避ける為には、素子が加熱される間の過
大な電流の持続時間を制限する為の短いオン時間
と、オン時間の合間に素子が冷めるのを制限する
ことによつて、定常状態の動作中に抵抗値が許容
し難い程低下するのを防止する為の短いオフ時間
とを使うことが出来る様にする非常に敏速な切換
え能力が要求される。 勿論、従来用いられている無限加熱スイツチの
比較的遅い機械的な切換えでは、毎回電力を印加
する間に過大な電流が流れるのを防止するのに必
要な敏速な切換えは出来ない。同様に、冷却機器
で普通の加熱素子に対して使う従来の電子式制御
装置も、比較的長いオン及びオフ期間を採用する
様に設計されている。 この問題がこの出願と同時に出願された特願昭
55−10196号(特開昭55−129815号)で取上げら
れている。この出願には、突入電流が大きい様な
加熱抵抗素子(2珪化モリブデン、タングステン
等)に使う制御装置が記載されており、素子を電
源に急速に結合したり、結合を切離すことによつ
て、予定の時間の間、電流を制限する所謂緩始動
ルーチンを使うことにより、初期加熱期間の間、
こういう素子に過大な電流が流れることを防いで
いる。この様な過渡的な加熱期間の後に定常状態
の電力制御期間が続き、この時、電力は素子から
の選ばれた熱又はエネルギ出力が発生される様な
形で切換えられる。 MoSi2又はタングステンで作られた加熱素子
は、付勢された時殆んど瞬時的に発光する。然
し、硝子セラミツク製の調理面は、低い方の電力
設定状態の時、この可視的な発光状態を減衰させ
る。MoSi2及びタングステンで形成された加熱素
子が速やかに或る色で発光するという性質を利用
して、選択された電力設定状態に関係なく、加熱
素子が付勢されたことをオペレータに直ちに可視
的に帰還するのが望ましい。 従つて、この発明の主な目的は、室温で電力が
印加された時に(普通の家庭用の最大値より大き
い)比較的大きな電流を流す様な抵抗加熱素子に
対する電力制御手段をそなえた加熱装置を提供
し、その電力制御に際して、選ばれた電力レベル
で加熱素子を作動するとき、特に加熱素子が明る
く発光しないような電力レベルで作動するときで
も、加熱素子が作動したかどうかをオペレータに
可視的に知らせるようにする手段および方法を提
供することである。 この発明の別の目的は、MoSi2、タングステン
又は同様な材料で作られた抵抗加熱素子に使う電
力制御装置として、定常状態動作の間、過大な電
流サージが反復的に流れるのを防止する様な形で
電力を電子的に制御する電力制御装置を提供する
ことである。 別の目的は、上に述べた様な種類の1つ又は更
に多くの加熱素子を持つ電気調理装置に対する電
力制御装置として、オペレータがオフ電力設定状
態から幾つかの電力設定状態の内の任意の1つに
変えたことに応答して、第1の予め選ばれた時間
の間、選択された電力設定状態に無関係な過渡的
な緩始動制御ルーチンに従つて、加熱素子に対す
る電力を制御して、初期電流過負荷を防止すると
共に、第1の予定の時間が経過した後、定常状態
ルーチンに復帰する様にした電力制御装置を提供
することである。 別の目的は、上に述べた様な種類の1つ又は更
に多くの加熱素子を持つ電気調理装置に対する電
力制御装置として、オフ電力設定状態から幾つか
の電力設定状態の内の1つへの電力設定状態の変
化に応答して、硝子セラミツク製の調理面を介し
てオペレータにも可視的に容易に判る様な強度で
加熱素子を発光させるのに十分な強さの電力レベ
ルで、実際に選択された電力設定状態に無関係に
加熱素子を駆動する過渡的な即時オン制御ルーチ
ンに従つて、前記第1の予め選ばれた時間が切れ
た直後から始まる第2の予め選ばれた時間の間、
加熱素子に対する電力を制御すると共に、予定の
長さの期間の間発光状態を保つた後、定常状態ル
ーチンに復帰する電力制御装置を提供することで
ある。 別の目的は、上に述べた様な種類の電気レンジ
に対する電力制御装置として、現在の動作期間の
進行中に、電力設定状態が一層低い電力設定状態
に変更された時に、即時オン動作期間を自動的に
終了させる電力制御装置を提供することである。 この発明では、前述の目的が、電気式ホツトプ
レートの様な電気調理装置に対する1つ又は更に
多くの加熱素子の出力エネルギを電子的に制御し
て、別々の複数個の電力レベル設定状態からオペ
レータによつて選択された電力設定状態に対応す
る調理装置を達成する様にした、電子式電力制御
装置を提供することによつて達成される。加熱素
子自体は、MoSi2又はタングステンで作つた加熱
素子にとつて典型的な急速な熱的及び電気的な応
答を持つことを特徴としており、硝子セラミツク
製又は同様な調理支持面と共に使うのが好まし
い。加熱素子が、交流電力信号の半サイクルで構
成された電力パルスによつて付勢される。電子的
な切換えを用いて、電力パルスの繰返し速度を制
御する。選択された電力設定状態を表わすデイジ
タル制御信号が記憶装置に貯蔵される。定常状態
動作の間、貯蔵されているこの制御信号に対する
制御論理回路の応答により、特定の電力パルス繰
返し速度が決定される。定常状態動作様式の他
に、緩始動及び即時オンと呼ぶ2つの別の動作様
式がこの発明では利用される。 或る加熱素子の電力設定状態がオフ電力設定状
態から他の何等かの電力設定状態に変わつた時、
何時でもその素子に対する緩始動様式が開始され
る。緩始動様式で動作する時、電力パルス繰返し
速度は、選択されて記憶装置に貯蔵されている実
際の電力設定状態とは無関係に制御され、実際の
電力設定状態に関連したパルス繰返し速度の代り
に、予定の電力パルス繰返し速度を用いる。この
緩始動様式のパルス繰返し速度により、加熱素子
の抵抗値が室温に於ける比較的小さい値から動作
温度に於ける比較的高い温度まで変化する時、電
力回路の通電容量を越えずに、低温の加熱素子に
対して比較的大きいが、大きすぎない電流を印加
することが出来る。予定の時間が経過した後、制
御装置が緩始動動作様式を終了させ、即時オン動
作様式を開始する。 即時オン動作様式の目的は、加熱素子がオフ設
定状態から他の何等かの電力設定状態に切換わつ
たことを発光状態の加熱素子の形で、オペレータ
に殆んど即時に可視的に表示することである。即
時オン様式では、最大電力設定状態(又は他の高
い設定状態)に関連した繰返し速度を予定の期間
の間、実際の電力設定状態の代りに用い、緩始動
様式が終了した直後、加熱素子を明るく発光させ
る。この動作様式の持続時間は、硝子セラミツク
面の熱応答速度によつて制限されるだけである。
即時オン様式は、調理面の温度がとり得る最低電
気調理温度をあまりこえない内に終了し、最低の
電力設定状態が選択された時の過熱を避ける。即
時オン様式で予定の時間が経つたら、即時オン様
式を終了させ、電力パルス繰返し速度の制御は選
択された実際の電力設定状態に復帰し、こうして
定常状態動作を開始する。即時オン動作様式の間
に、電力設定状態が一層低い電力設定状態に変わ
つた時、即時オン動作様式を早期に終了させる手
段を設ける。 この発明の好ましい実施例では、註文によつて
プログラムされたマイクロプロセツサが制御論理
回路になる。然し、個別のデイジタル論理回路を
用いて制御論理回路を構成した別の実施例も説明
する。 概論 広義に云えば、この発明は抵抗加熱素子の出力
エネルギを調整して制御することを対象する。更
に具体的に云えば、この発明は、2珪化モリブデ
ン(MoSi2)、タングステン、又は同じ様な動的
な熱的及び電気的な性質を持つその他の材料で作
られた抵抗加熱素子を用いた硝子セラミツク製の
調理頂部又はホツトプレートの調理温度を、加熱
素子のエネルギ出力を開放ループ式に制御するこ
とによつて制御する制御装置を対象とする。 この発明では、複数個の別々の電力設定状態か
らオペレータによつて選択された電力設定状態に
従つて、加熱素子に印加される電力パルスのパル
ス繰返し速度を制御することにより、調理温度が
制御される。有用な範囲の調理温度がカバーされ
る様な或る範囲の別々の電力設定状態を用いる。
各々の設定状態には、特定の電力パルス繰返し速
度、従つて熱出力が関連している。 この発明の制御装置は3つの動作様式、即ち定
常状態様式、緩始動様式及び即時オン様式を用い
る。緩始動様式は、室温又は室温に近い温度にあ
る加熱素子を最初に付勢する時に用いられ、加熱
素子電力回路の通電能力に過渡的な過負荷が加わ
らない様にする。前に述べた様に、MoSi2又はタ
ングステンで作られた加熱素子の抵抗値は大まか
に云つて、室温では動作温度より1/10も低い。室
温で約2.5オーム、動作温度で約25オームである。
この為、初期突入電流による過負荷を避ける為
に、この様式で動作する時、実際の電力設定状態
とは無関係に、予定の電力パルス繰返し速度を用
いる。周知の様に、持続時間が短い比較的大きな
尖頭電流は、ヒユーズを飛ばしたり又は電力半導
体を破壊せずに許容することが出来る。この為、
パルスの持続時間を制限すると共に、パルスの間
の時間間隔を適当にとることにより、電流過負荷
の問題が解決される。然し、加熱素子の抵抗値が
比較的低く、その結果大きな尖頭電流が流れるこ
の期間の長さを最短にする為に、加熱素子を急速
に動作温度に持つて来ることが望ましい。電力パ
ルスの時間間隔を密にすれば、加熱素子を一層急
速に動作温度にすることが出来る。この為、こう
いう相反する観点の最適の折合いとなるパルス繰
返し速度を用いる。この満足し得る折合いとなる
緩始動時のパルス繰返し速度を後で詳しく説明す
るが、これを経験的に決定した。 以上の説明から明からな様に、低温(室温)の
加熱素子を付勢しようとする時、何時でも緩始動
様式を使うことが望ましい。温度感知装置を使う
と装置が複雑になるから、低温の加熱素子を確認
する他の何等かの方法が必要である。前に述べた
様に、MoSi2又はタングステンで作つた加熱素子
は、加熱されるのも冷めるのも非常に急速であ
る。実際問題として、オペレータである人間がオ
フ電力設定状態を選択した時、加熱素子が非常に
急速に冷めるので、オペレータが物理的に別の設
定状態を選択しない内に、素子(硝子の調理頂部
ではなく)室温まで冷める。この為、オフ電力設
定状態が存在することは、加熱素子が室温である
ということの満足し得る表示になる。この為、こ
の発明の制御装置はオフ設定状態から他の何等か
の電力設定状態へ、電力設定状態の変化があつた
ことを検出した時、何時でも緩始動様式が実施さ
れる。 即時オン様式は、MoSi2又はタングステンで作
られた加熱素子が、一杯の電力で付勢された時、
略瞬時的に明るく発光する事実を利用する。即時
オン様式では、実際の電力設定状態に対応するパ
ルス繰返し速度の代りに、一時的に最大の電力パ
ルス繰返し速度を用い、調理面を介してオペレー
タが目で見て判る位の強度で、加熱素子を発光さ
せる。この様式は緩始動様式の直後に行われ、加
熱素子をオンに転じたことをオペレータに可視的
に表示する。加熱素子自体は、この装置で用いる
最低の電力設定状態でも、可視的に発光するが、
普通使われる硝子セラミツクの調理面の光学的な
性質が、低い方の電力設定状態の時、可視放射を
光又は減衰させる様に作用し、低い方の設定状
態では、調理面を介して発光が容易にオペレータ
に認められなくなる。 実際には、緩始動様式の持続時間は非常に短
く、オペレータが或る電力設定状態を選択してか
ら、発光が現われるまでの遅延時間は殆んど目立
たない位である。オペレータには、加熱素子は、
オフから他の或る電力設定状態への電力設定状態
の変化の殆んど直後に、加熱素子が発光する様に
見える。或る任意の持続時間(約8.5秒を用いて
満足し得る結果が得られた)の予定の期間の後、
この様式を自動的に終了する。この期間の持続時
間は、加熱素子に一杯の電力を長い間印加する
と、応答が比較的遅い硝子セラミツクの調理面の
温度が、オペレータによつて選択された電力設定
状態に対応する温度を越える様な温度まで上昇す
るかも知れないという明らかな制約を受けるだけ
である。 この動作様式に割当てられた時間が切れる前
に、電力設定状態が一層低い電力設定状態に切換
えられた場合、即時オン動作様式を直ちに終了さ
せる手段も設ける。 定常状態様式は、この名前の意味する様に、上
に述べた初期の過渡的な様式に続くものである。
定常状態動作では、オペレータが選択した実際の
電力設定状態に関連する繰返し速度が用いられ
る。装置は、オフから他の或る電力設定状態への
電力設定状態の変化に続く短期間の間を除き、常
にこの定常状態様式で動作する。電力設定状態が
オフ以外の或る設定状態からオフ以外の別の設定
状態に変化すると、新しく選択された電力設定状
態に対応する繰返し速度に変わり、この繰返し速
度に対して一時的に代りを使ことはない。 第1図はこの発明に従つて制御される装置を概
略的に示す。抵抗加熱素子1は、MoSi2又はタン
グステンで作ることが好ましいが、トリアツク3
及び限流遮断器6を介して標準的な60Hz240ボル
トの交流電源に結合される。トリアツク3は普通
のサイリスタであつて、ゲート端子3(3)に正
又は負の電圧が印加されてトリガされた時その主
端子3(1)及び3(2)の間の電圧の極性に関
係なく、いずれの方向にも電流を通すことが出来
る。遮断器6は、配線を過大な電流から保護する
為に普通用いられる形式のものである。こういう
装置で典型的に行われる様に、遮断器6は、電流
が一定期間にわたつて定格値をこえた時に回路を
開くが、持続時間がごく短い時、並びに時間的に
十分離れていて、電流が遮断器をトリガするのに
要求される値より小さい時には、一層大きい尖頭
値を持つ電流パルスに応答しない。制御装置4
が、オペレータがキーボード5によつて入力した
各々の加熱素子に対する電力設定状態の選択に従
つて、ゲート端子3(3)にゲート・パルスが印
加される速度を制御することにより、加熱素子1
に印加される電力を制御する。 この発明の例として以下説明する実施例では、
加熱素子に印加される電力パルスは、60Hz、240
ボルトの交流電力信号の半サイクルである。然
し、周波数並に電圧レベルが異なる電力信号も同
じ様に使うことが出来る。 前に述べた様に、複数個の個別の電力設定状態
が用意されている。各々の電力設定状態には、特
定の電力パルス繰返し速度が一意的に関連してい
る。好ましい実施例では、オフ及びオンの電力設
定状態を含む9つの電力設定状態が用意されてい
る。表は各々の電力設定状態に伴うパルス繰返
し速度及び全電力の百分率で表わした加熱素子の
出力エネルギを示している。
として使うことが次第に普及している。こういう
滑らかな調理面の利点としては、外観がきれいで
あること、掃除がし易いことが挙げられる。然
し、硝子セラミツク板は熱インピーダンスが高い
為、この様な調理頂部は、さや入り加熱素子を用
いた普通の調理面程、熱効率がよくない。 2珪化モリブデン(MoSi2)及びタングステン
の様な材料は独特な電気的及び熱的な特性を持つ
為、こういう材料で作つた抵抗加熱素子は、硝子
セラミツク製の調理頂部と共に使うのに魅力的で
ある。MoSi2及びタングステンの抵抗温度係数が
正で大きいこと、熱容量が小さく、比熱が小さい
という特性や、こういう材料で作つた加熱素子を
使うと、高い動作温度が達成し得ることの為、硝
子セラミツク製の調理頂部を用いた調理装置の熱
効率を改善する可能性がある。然し、この同じ動
的な電気的及び熱的な特性により、電力制御の上
で問題があり、その為にこれまではこういう材料
で使つた加熱素子を電気調理装置で使うのが実用
的にならなかつた。 従来、電気調理装置の電力制御は、バイメタル
の無限加熱スイツチの様な温度感知形スイツチを
用いて行われている。動作の際、オペレータがス
イツチを調節して、所望の調理温度にする。加熱
素子が予定の温度に達するまで、スイツチは閉じ
たまゝでいる。その後スイツチが開き、素子の温
度が予定の温度に下がるまで、開いたまゝになつ
ている。スイツチはこういう風に不定期間の間オ
ン及びオフの間を変化し続ける。従来のさや入り
加熱素子は加熱並びに冷却が比較的ゆつくりして
いるから、この様な切換えサイクルは比較的長
く、数秒から30秒に及ぶ。更に、従来のさや入り
抵抗素子の抵抗値は室温から動作温度まで変わつ
ても僅わしか変化しない。従来の抵抗素子の抵抗
値は関心が持たれる温度範囲では、比較的温度に
無関係であるから、スイツチが閉じる時の過渡的
な電流サージもごく小さい。この為、従来の電力
制御方式は満足に作用している。 然し、MoSi2又はタングステンで作つた抵抗加
熱素子は動的な特性を持つ為、従来の制御方式を
用いて、こういう抵抗素子を制御することが出来
ない。第1に、調理器具に使う様に設計された、
米国特許第3912905号に一般的に説明されている
MoSi2の加熱素子は、室温に於ける1乃至1.5オ
ームから、約1000℃の動作温度に於ける12オーム
まで、抵抗値が変化するのが典型的である。この
為、標準的な120ボルトの家庭用交流電源で付勢
すると仮定すると、加熱素子の温度が室温から動
作温度まで変化する時、負荷電流は大体110アン
ペアの初期の尖頭値からRMS8.5アンペア程度の
定常状態の電流まで変化する。110アンペアのこ
の初期電流は、極めて短期間の場合を除き、家庭
用機器で許容し得るよりも明らかに大きい。第2
に、この加熱素子は冷めるのが極めて早い。この
抵抗素子の熱応答の最初の時定数は600−1000ミ
リ秒の範囲である。この素子は急速に冷めて、そ
れと同時に抵抗値が下がるので、定常状態の動作
中でも、素子の抵抗値は電力を印加する時の合間
に、その後で電力を印加する際に過大な電流を流
す様なレベルまで低下することがある為、過大な
電流サージが起り得る。この為、頻繁な過大電流
サージを避ける為には、素子が加熱される間の過
大な電流の持続時間を制限する為の短いオン時間
と、オン時間の合間に素子が冷めるのを制限する
ことによつて、定常状態の動作中に抵抗値が許容
し難い程低下するのを防止する為の短いオフ時間
とを使うことが出来る様にする非常に敏速な切換
え能力が要求される。 勿論、従来用いられている無限加熱スイツチの
比較的遅い機械的な切換えでは、毎回電力を印加
する間に過大な電流が流れるのを防止するのに必
要な敏速な切換えは出来ない。同様に、冷却機器
で普通の加熱素子に対して使う従来の電子式制御
装置も、比較的長いオン及びオフ期間を採用する
様に設計されている。 この問題がこの出願と同時に出願された特願昭
55−10196号(特開昭55−129815号)で取上げら
れている。この出願には、突入電流が大きい様な
加熱抵抗素子(2珪化モリブデン、タングステン
等)に使う制御装置が記載されており、素子を電
源に急速に結合したり、結合を切離すことによつ
て、予定の時間の間、電流を制限する所謂緩始動
ルーチンを使うことにより、初期加熱期間の間、
こういう素子に過大な電流が流れることを防いで
いる。この様な過渡的な加熱期間の後に定常状態
の電力制御期間が続き、この時、電力は素子から
の選ばれた熱又はエネルギ出力が発生される様な
形で切換えられる。 MoSi2又はタングステンで作られた加熱素子
は、付勢された時殆んど瞬時的に発光する。然
し、硝子セラミツク製の調理面は、低い方の電力
設定状態の時、この可視的な発光状態を減衰させ
る。MoSi2及びタングステンで形成された加熱素
子が速やかに或る色で発光するという性質を利用
して、選択された電力設定状態に関係なく、加熱
素子が付勢されたことをオペレータに直ちに可視
的に帰還するのが望ましい。 従つて、この発明の主な目的は、室温で電力が
印加された時に(普通の家庭用の最大値より大き
い)比較的大きな電流を流す様な抵抗加熱素子に
対する電力制御手段をそなえた加熱装置を提供
し、その電力制御に際して、選ばれた電力レベル
で加熱素子を作動するとき、特に加熱素子が明る
く発光しないような電力レベルで作動するときで
も、加熱素子が作動したかどうかをオペレータに
可視的に知らせるようにする手段および方法を提
供することである。 この発明の別の目的は、MoSi2、タングステン
又は同様な材料で作られた抵抗加熱素子に使う電
力制御装置として、定常状態動作の間、過大な電
流サージが反復的に流れるのを防止する様な形で
電力を電子的に制御する電力制御装置を提供する
ことである。 別の目的は、上に述べた様な種類の1つ又は更
に多くの加熱素子を持つ電気調理装置に対する電
力制御装置として、オペレータがオフ電力設定状
態から幾つかの電力設定状態の内の任意の1つに
変えたことに応答して、第1の予め選ばれた時間
の間、選択された電力設定状態に無関係な過渡的
な緩始動制御ルーチンに従つて、加熱素子に対す
る電力を制御して、初期電流過負荷を防止すると
共に、第1の予定の時間が経過した後、定常状態
ルーチンに復帰する様にした電力制御装置を提供
することである。 別の目的は、上に述べた様な種類の1つ又は更
に多くの加熱素子を持つ電気調理装置に対する電
力制御装置として、オフ電力設定状態から幾つか
の電力設定状態の内の1つへの電力設定状態の変
化に応答して、硝子セラミツク製の調理面を介し
てオペレータにも可視的に容易に判る様な強度で
加熱素子を発光させるのに十分な強さの電力レベ
ルで、実際に選択された電力設定状態に無関係に
加熱素子を駆動する過渡的な即時オン制御ルーチ
ンに従つて、前記第1の予め選ばれた時間が切れ
た直後から始まる第2の予め選ばれた時間の間、
加熱素子に対する電力を制御すると共に、予定の
長さの期間の間発光状態を保つた後、定常状態ル
ーチンに復帰する電力制御装置を提供することで
ある。 別の目的は、上に述べた様な種類の電気レンジ
に対する電力制御装置として、現在の動作期間の
進行中に、電力設定状態が一層低い電力設定状態
に変更された時に、即時オン動作期間を自動的に
終了させる電力制御装置を提供することである。 この発明では、前述の目的が、電気式ホツトプ
レートの様な電気調理装置に対する1つ又は更に
多くの加熱素子の出力エネルギを電子的に制御し
て、別々の複数個の電力レベル設定状態からオペ
レータによつて選択された電力設定状態に対応す
る調理装置を達成する様にした、電子式電力制御
装置を提供することによつて達成される。加熱素
子自体は、MoSi2又はタングステンで作つた加熱
素子にとつて典型的な急速な熱的及び電気的な応
答を持つことを特徴としており、硝子セラミツク
製又は同様な調理支持面と共に使うのが好まし
い。加熱素子が、交流電力信号の半サイクルで構
成された電力パルスによつて付勢される。電子的
な切換えを用いて、電力パルスの繰返し速度を制
御する。選択された電力設定状態を表わすデイジ
タル制御信号が記憶装置に貯蔵される。定常状態
動作の間、貯蔵されているこの制御信号に対する
制御論理回路の応答により、特定の電力パルス繰
返し速度が決定される。定常状態動作様式の他
に、緩始動及び即時オンと呼ぶ2つの別の動作様
式がこの発明では利用される。 或る加熱素子の電力設定状態がオフ電力設定状
態から他の何等かの電力設定状態に変わつた時、
何時でもその素子に対する緩始動様式が開始され
る。緩始動様式で動作する時、電力パルス繰返し
速度は、選択されて記憶装置に貯蔵されている実
際の電力設定状態とは無関係に制御され、実際の
電力設定状態に関連したパルス繰返し速度の代り
に、予定の電力パルス繰返し速度を用いる。この
緩始動様式のパルス繰返し速度により、加熱素子
の抵抗値が室温に於ける比較的小さい値から動作
温度に於ける比較的高い温度まで変化する時、電
力回路の通電容量を越えずに、低温の加熱素子に
対して比較的大きいが、大きすぎない電流を印加
することが出来る。予定の時間が経過した後、制
御装置が緩始動動作様式を終了させ、即時オン動
作様式を開始する。 即時オン動作様式の目的は、加熱素子がオフ設
定状態から他の何等かの電力設定状態に切換わつ
たことを発光状態の加熱素子の形で、オペレータ
に殆んど即時に可視的に表示することである。即
時オン様式では、最大電力設定状態(又は他の高
い設定状態)に関連した繰返し速度を予定の期間
の間、実際の電力設定状態の代りに用い、緩始動
様式が終了した直後、加熱素子を明るく発光させ
る。この動作様式の持続時間は、硝子セラミツク
面の熱応答速度によつて制限されるだけである。
即時オン様式は、調理面の温度がとり得る最低電
気調理温度をあまりこえない内に終了し、最低の
電力設定状態が選択された時の過熱を避ける。即
時オン様式で予定の時間が経つたら、即時オン様
式を終了させ、電力パルス繰返し速度の制御は選
択された実際の電力設定状態に復帰し、こうして
定常状態動作を開始する。即時オン動作様式の間
に、電力設定状態が一層低い電力設定状態に変わ
つた時、即時オン動作様式を早期に終了させる手
段を設ける。 この発明の好ましい実施例では、註文によつて
プログラムされたマイクロプロセツサが制御論理
回路になる。然し、個別のデイジタル論理回路を
用いて制御論理回路を構成した別の実施例も説明
する。 概論 広義に云えば、この発明は抵抗加熱素子の出力
エネルギを調整して制御することを対象する。更
に具体的に云えば、この発明は、2珪化モリブデ
ン(MoSi2)、タングステン、又は同じ様な動的
な熱的及び電気的な性質を持つその他の材料で作
られた抵抗加熱素子を用いた硝子セラミツク製の
調理頂部又はホツトプレートの調理温度を、加熱
素子のエネルギ出力を開放ループ式に制御するこ
とによつて制御する制御装置を対象とする。 この発明では、複数個の別々の電力設定状態か
らオペレータによつて選択された電力設定状態に
従つて、加熱素子に印加される電力パルスのパル
ス繰返し速度を制御することにより、調理温度が
制御される。有用な範囲の調理温度がカバーされ
る様な或る範囲の別々の電力設定状態を用いる。
各々の設定状態には、特定の電力パルス繰返し速
度、従つて熱出力が関連している。 この発明の制御装置は3つの動作様式、即ち定
常状態様式、緩始動様式及び即時オン様式を用い
る。緩始動様式は、室温又は室温に近い温度にあ
る加熱素子を最初に付勢する時に用いられ、加熱
素子電力回路の通電能力に過渡的な過負荷が加わ
らない様にする。前に述べた様に、MoSi2又はタ
ングステンで作られた加熱素子の抵抗値は大まか
に云つて、室温では動作温度より1/10も低い。室
温で約2.5オーム、動作温度で約25オームである。
この為、初期突入電流による過負荷を避ける為
に、この様式で動作する時、実際の電力設定状態
とは無関係に、予定の電力パルス繰返し速度を用
いる。周知の様に、持続時間が短い比較的大きな
尖頭電流は、ヒユーズを飛ばしたり又は電力半導
体を破壊せずに許容することが出来る。この為、
パルスの持続時間を制限すると共に、パルスの間
の時間間隔を適当にとることにより、電流過負荷
の問題が解決される。然し、加熱素子の抵抗値が
比較的低く、その結果大きな尖頭電流が流れるこ
の期間の長さを最短にする為に、加熱素子を急速
に動作温度に持つて来ることが望ましい。電力パ
ルスの時間間隔を密にすれば、加熱素子を一層急
速に動作温度にすることが出来る。この為、こう
いう相反する観点の最適の折合いとなるパルス繰
返し速度を用いる。この満足し得る折合いとなる
緩始動時のパルス繰返し速度を後で詳しく説明す
るが、これを経験的に決定した。 以上の説明から明からな様に、低温(室温)の
加熱素子を付勢しようとする時、何時でも緩始動
様式を使うことが望ましい。温度感知装置を使う
と装置が複雑になるから、低温の加熱素子を確認
する他の何等かの方法が必要である。前に述べた
様に、MoSi2又はタングステンで作つた加熱素子
は、加熱されるのも冷めるのも非常に急速であ
る。実際問題として、オペレータである人間がオ
フ電力設定状態を選択した時、加熱素子が非常に
急速に冷めるので、オペレータが物理的に別の設
定状態を選択しない内に、素子(硝子の調理頂部
ではなく)室温まで冷める。この為、オフ電力設
定状態が存在することは、加熱素子が室温である
ということの満足し得る表示になる。この為、こ
の発明の制御装置はオフ設定状態から他の何等か
の電力設定状態へ、電力設定状態の変化があつた
ことを検出した時、何時でも緩始動様式が実施さ
れる。 即時オン様式は、MoSi2又はタングステンで作
られた加熱素子が、一杯の電力で付勢された時、
略瞬時的に明るく発光する事実を利用する。即時
オン様式では、実際の電力設定状態に対応するパ
ルス繰返し速度の代りに、一時的に最大の電力パ
ルス繰返し速度を用い、調理面を介してオペレー
タが目で見て判る位の強度で、加熱素子を発光さ
せる。この様式は緩始動様式の直後に行われ、加
熱素子をオンに転じたことをオペレータに可視的
に表示する。加熱素子自体は、この装置で用いる
最低の電力設定状態でも、可視的に発光するが、
普通使われる硝子セラミツクの調理面の光学的な
性質が、低い方の電力設定状態の時、可視放射を
光又は減衰させる様に作用し、低い方の設定状
態では、調理面を介して発光が容易にオペレータ
に認められなくなる。 実際には、緩始動様式の持続時間は非常に短
く、オペレータが或る電力設定状態を選択してか
ら、発光が現われるまでの遅延時間は殆んど目立
たない位である。オペレータには、加熱素子は、
オフから他の或る電力設定状態への電力設定状態
の変化の殆んど直後に、加熱素子が発光する様に
見える。或る任意の持続時間(約8.5秒を用いて
満足し得る結果が得られた)の予定の期間の後、
この様式を自動的に終了する。この期間の持続時
間は、加熱素子に一杯の電力を長い間印加する
と、応答が比較的遅い硝子セラミツクの調理面の
温度が、オペレータによつて選択された電力設定
状態に対応する温度を越える様な温度まで上昇す
るかも知れないという明らかな制約を受けるだけ
である。 この動作様式に割当てられた時間が切れる前
に、電力設定状態が一層低い電力設定状態に切換
えられた場合、即時オン動作様式を直ちに終了さ
せる手段も設ける。 定常状態様式は、この名前の意味する様に、上
に述べた初期の過渡的な様式に続くものである。
定常状態動作では、オペレータが選択した実際の
電力設定状態に関連する繰返し速度が用いられ
る。装置は、オフから他の或る電力設定状態への
電力設定状態の変化に続く短期間の間を除き、常
にこの定常状態様式で動作する。電力設定状態が
オフ以外の或る設定状態からオフ以外の別の設定
状態に変化すると、新しく選択された電力設定状
態に対応する繰返し速度に変わり、この繰返し速
度に対して一時的に代りを使ことはない。 第1図はこの発明に従つて制御される装置を概
略的に示す。抵抗加熱素子1は、MoSi2又はタン
グステンで作ることが好ましいが、トリアツク3
及び限流遮断器6を介して標準的な60Hz240ボル
トの交流電源に結合される。トリアツク3は普通
のサイリスタであつて、ゲート端子3(3)に正
又は負の電圧が印加されてトリガされた時その主
端子3(1)及び3(2)の間の電圧の極性に関
係なく、いずれの方向にも電流を通すことが出来
る。遮断器6は、配線を過大な電流から保護する
為に普通用いられる形式のものである。こういう
装置で典型的に行われる様に、遮断器6は、電流
が一定期間にわたつて定格値をこえた時に回路を
開くが、持続時間がごく短い時、並びに時間的に
十分離れていて、電流が遮断器をトリガするのに
要求される値より小さい時には、一層大きい尖頭
値を持つ電流パルスに応答しない。制御装置4
が、オペレータがキーボード5によつて入力した
各々の加熱素子に対する電力設定状態の選択に従
つて、ゲート端子3(3)にゲート・パルスが印
加される速度を制御することにより、加熱素子1
に印加される電力を制御する。 この発明の例として以下説明する実施例では、
加熱素子に印加される電力パルスは、60Hz、240
ボルトの交流電力信号の半サイクルである。然
し、周波数並に電圧レベルが異なる電力信号も同
じ様に使うことが出来る。 前に述べた様に、複数個の個別の電力設定状態
が用意されている。各々の電力設定状態には、特
定の電力パルス繰返し速度が一意的に関連してい
る。好ましい実施例では、オフ及びオンの電力設
定状態を含む9つの電力設定状態が用意されてい
る。表は各々の電力設定状態に伴うパルス繰返
し速度及び全電力の百分率で表わした加熱素子の
出力エネルギを示している。
【表】
第2図で波形A−Gは、各々の電力設定状態1
−7に対し、加熱素子1に印加される電圧を表わ
す。波形Hは電力源の電圧を表わす。電力信号の
内、トリアツクが導電する半サイクルを以下電力
パルスと呼ぶが、これは実線で示されている。電
力信号の内、トリアツクが導電しない半サイクル
は破線で示されている。第2図の波形Iはゼロ交
差パルスを表わす。相次ぐゼロ交差パルスの間の
時間が制御期間と呼ばれる。 各電力設定状態において、相次ぐ電力パルスが
一定の時間間隔で発生されることが第2図から明
らかであろう。これは、パルスの間に相等しいオ
フ時間を設けたからである。これは、制御周期が
一定であつて、適当な数の相次ぐ電力パルスを印
加した後、適当な数のオフ・パルスを続けること
によつてオン時間の所望の百分率を達成する前掲
特許願のデユーテイ・サイクル制御方式と異なる
点である。前掲特許願の場合、相次ぐ電力オン・
パルスと制御周期中のパルスの数との比がデユー
テイ・サイクルである。 前に述べた様に、デユーテイ・サイクル制御方
式を用いる時、制御周期の持続時間が長くなる
と、デユーテイ・サイクルが低い時のオフ時間
は、その抵抗値が低くなつて、回路部品の信頼性
が脅かされる程過大な電流が流れる様な点まで、
素子が冷める位に長くなつてしまう。繰返し速度
制御方式では、各々の電力パルスの間にオフ時間
を均一に分配することにより、定常状態の電流サ
ージを最小限に抑えながら、大体同じ出力電力レ
ベルが得られる。こうして任意の2つの電力パル
スの間の最大のオフ時間が短くされる。この為、
加熱素子が冷却し、その結果パルスの合間に素子
の抵抗値が低下することが最小限になり、最終的
な効果として、どの電力設定状態でも定常状態の
電流サージが最小限に抑えられる。この為、パル
ス繰返し速度制御方式を使うことにより、デユー
テイ・サイクル及び繰返し速度が同じになる最大
(100%)及び最低の電力設定状態の場合を除き、
相当する出力電力レベルでは、定常状態の電流サ
ージがデユーテイ・サイクル制御方式の場合より
も減少する。 表及び第2図に示す様に、パルス繰返し速度
は1/64、即ち電力設定状態1(オフ以外の最低の
電力設定状態)の場合の電力信号の64個の半サイ
クルあたり電力パルス1個というパルス繰返し速
度から、1/1の速度、即ち設定状態7(最大の電力
設定状態)の時の半サイクル毎に電力パルス1個
という速度まで変化する。1例として、電力設定
状態3を選択すると、加熱素子1に1/16の繰返し
速度に対応して、第2図の電圧信号Cが印加され
る。 種々の繰返し速度を実施する時、制御装置4は
電力信号の各々の半サイクル即ち制御期間の間、
次の制御期間の間に加熱素子に電力パルスを印加
するかしないかの決定を下す。電力パルスを印加
するという決定は、次の期間の初めに、トリアツ
ク3のゲート3(3)にトリガ・パルスを印加す
ることによつて実施される。決定が次の制御期間
の間に電力パルスを印加しないことである時、ト
リアツク3はトリガされず、この制御期間の間非
導電である。 トリアツク3の切換えは、普通の様に電力信号
のゼロ交差と同期していて、トリアツクの信頼性
を高めると共に、切換えの過渡現象によつて電磁
干渉が生ずるのを最小限に抑えている。 作用の説明 この発明では、制御装置4は次の作用をしなけ
ればならない。新しい電力設定状態の入力につい
てキーボードを走査し、新たに送込まれた電力設
定状態の選択を確認して貯蔵し、3つの動作様
式、即ち定常状態、緩始動及び即時オンのどれを
実施するかを決定し、適正な速度でトリアツク・
トリガ・パルスを発生する。第3図の機能的なブ
ロツク図は、こういう作用を行う為に、この発明
で提供する制御装置を示す。 制御装置の動作は、ゼロ交差検出器10によつ
て発生されたゼロ交差パルスにより、電力信号の
ゼロ交差と同期させる。検出器10が電力信号を
監視し、電力信号のゼロ交差を検出する度に、ゼ
ロ交差パルスを発生する。このパルスが第2図の
に示されている。図示の様に、制御期間は、2
つのゼロ交差パルスの前縁の間の期間である。制
御論理回路は各々の制御期間に1回完全に動作す
る。この制御時間の間、次の制御期間で実施する
為のトリアツクのトリガの決定が下される。検出
器10によつて発生されたゼロ交差パルスが制御
期間を開始する。 各々の制御期間が開始されると、新たに送込ま
れた電力設定状態の選択があるかどうか、キーボ
ード5を走査する。走査過程の間、キーボード5
の各々のキーを個別に走査する。特定のキーが作
動されたことが検出されると、そのキーに関連し
た電力設定状態に対応するデイジタル制御信号が
信号発生器20によつて発生され、記憶装置18
に送られる。記憶装置18は一時貯蔵部位KB
(図に示してない)及び永久貯蔵部位PM(図に示
してない)を持ち、制御信号データを貯蔵する。
発生器20から新たに送込まれたデイジタル制御
信号が、最初は一時貯蔵部位KBに貯蔵される。
これから説明する様にして試験手段30がこの信
号を試験した後、KBに貯蔵されている信号を記
憶装置18の永久貯蔵部位PMに転送し、この後
で選択された電力設定状態を表わす制御信号と置
き換えられるまで、不定期間の間保持される。
PM及びKBは、以下の説明で、記憶装置の部位
並びに普通の様にこういう部位に貯蔵される信号
を指すものとして互換性をもつて使う。この場
合、意味は内容から明らかであろう。 試験手段30がKBに貯蔵されている入力を監
視して、入力が空白、即ち新しい入力なし、オフ
設定状態、オン設定状態又は設定状態1−7の内
の1つのどれを表わすかを決定する。空白が確認
されると、永久貯蔵部位PMの内容は変わらず、
前にPMに貯蔵されている設定状態に従つて制御
作用が進められる。試験手段30によつて新しい
入力がオフ設定状態であると確認されると、その
信号がPMに読込まれ、前に入つている設定状態
の代りに置き換えられる。 オン設定状態又は設定状態1−7の内の1つが
確認されると、PMの内容に対して付加的な試験
が行われてから、KBの内容をPMに読込む様に
し、適正な選択順序が用いられる様に保証すると
共に、過渡的な様式を開始又は終了しなければな
らないかどうかを判定する。新しい設定状態が電
力設定状態1−7の内の1つを表わす時、PMM
がオフ信号かどうか試験される。オペレータは、
オフ設定状態から切換える時、或る電力設定状態
を選択する前にオン設定状態を選択することが要
求されるから、PMがオフ信号を持つている時、
設定状態1−7の内の1つを表わす新しい設定状
態は無視される。後で緩始動及び即時オン様式に
ついて、付加的な過渡的な様式の試験を説明す
る。 ゼロ交差主計数器14は、検出器10からの予
定数のゼロ交差パルスを反復的に計数してリセツ
トされる様に構成された計数器である。理由は後
で明らかになるが、この予定数のカウントは、最
低の所望の電力パルス繰返し速度の周期に等しく
なければならない。好ましい実施例では、この速
度が64個の制御期間あたり電力パルス1個であ
る。周期は64個のパルス又は制御期間である。こ
の為、計数器14が64個のゼロ交差パルスを反復
的に計数する。計数器14の現在のカウントを表
わす瞬時的な内容がZCMと呼ばれる。 定常状態の動作の間、カウントZCMの或るビ
ツトをPMにある信号と比較手段16で比較す
る。比較手段16の出力は、比較結果に応じて、
電力オン・ラツチ(POL)24をセツト又はリ
セツトする。この結果生じたPOL24のセツト
又はリセツト状態が、電力パルスを印加する又は
印加しないという決定を表わす。この決定は、次
のゼロ交差パルスが発生した時、論理アンド・ゲ
ート28によつて有効とされる。このゲートが
POL24の出力をゼロ交差検出器10の出力と
アンドする。アンド・ゲート28の出力が普通の
トリアツク駆動回路26を介して、トリアツク3
のゲート端子3(3)に結合される。POL24
の状態が、アンド・ゲート28を介してトリアツ
ク駆動回路にトルガ・パルスがゲートされるかど
うかを決定する。POLがセツトされると、ゼロ
交差パルスが発生したことにより、実際にトリ
ガ・パルスがゲート28を介してトリアツク駆動
回路26の入力に送られ、そこでトリアツクのゲ
ートに印加されて、トリアツクを導電状態にトリ
ガする。トリアツクの性質として、一旦トリガさ
れると、ゲート・トリガがなくても、その主端子
の極性が反転するまで、導電状態にとゞまる。従
つて、制御期間の初めに一旦トリガ・パルスが印
加されると、トリアツクはその期間の残りの間、
導電状態にとゞまる。POLがセツトされていな
い時、次のゼロ交差パルスが発生された時に、ゲ
ート28を介してパルスがゲートされない。この
為、トリアツクのゲートにはトリガ・パルスが印
加されず、その制御期間の間、トリアツク3は非
導電である。こうして加熱素子に電力パルスを印
加する又は印加しないという決定が、或る制御期
間の間に下され、次の制御期間の初めに実施例さ
れる。 所望の範囲の調理温度が得られる様に普通の加
熱素子を制御する為、電力オン時間及び出力エネ
ルギの間の直線的な関係に従つて、適正な範囲の
電力パルス繰返し速度の選択が行われる。然し、
MoSi2、タングステン又は同様な材料で作られた
加熱素子では、この種の加熱素子に特有な、電力
オン時間と加熱素子の出力エネルギの間の非直線
的な関係を適切に補償する様な範囲の繰返し速度
が必要である。この非直線的な関係は、こういう
加熱素子の熱的な応答が速い結果である。低い繰
返し速度では、加熱素子は電力オン・サイクルの
合間に冷める傾向がある。加熱素子の温度低下に
伴つて抵抗値が減少すると、加熱素子は導電サイ
クルあたり一層多くの電流を取込む。表に示し
た繰返し速度は、この様な加熱素子に対し、満足
し得る範囲の調理温度をカバーする様な出力電力
が発生することが経験的に判つた。 表に挙げたパルス繰返し速度は、電力設定状
態1−7に対して、6−0のnを用いて、1/2n
と表わすことが出来る。例えば、電力設定状態1
ではn=6である。n=6である時、1/2n=1/
26=1/64であり、これが電力設定状態1に対する
所望の繰返し速度である。同様に、電力設定状態
3では、n=4であり、1/2n=1/24=1/16であ
り、これが設定状態3に対する所望のパルス繰返
し速度である。 表の繰返し速度を実現する時、最初のn個の
最下位ビツトの同じ状態が2n個のカウント毎に繰
返されるという2進計数器の特性を利用する。例
えば、カウントの少なくとも最初の3つの最下位
ビツトは23即ち8カウント毎に0であり、少なく
とも最初の4つの最下位ビツトは24即ち16カウン
ト毎に0になるという様になる。比較手段16
が、計数器14のカウントZCNの最初のn個の
最下位ビツトに対して論理的な比較を行うことに
より、電力パルス繰返し速度を決める。nの値
は、表に示す様に選択された電力設定状態を表
わす制御信号によつて決定される。 最初のn個の最下位ビツトがいずれも論理0状
態にあることが判つた時、比較手段はトリガ信号
を発生し、これらのビツトが全部は論理0でない
時、トリガ信号を発生しない。例えば、電力設定
状態4では、1/23即ち1/8の繰返し速度が必要で
あり、n=3であるが、制御信号は比較手段に最
初の3個の最下位ビツトを試験する様に指示す
る。この為、少なくとも最初の3個の最下位ビツ
トが0であるカウントが発生する度に、トリガ・
パルスが発生する。こういうことは8カウント毎
に1回起る。計数器14がゼロ交差パルスを計数
するから、この例の比較手段は、8個の制御期間
毎に1回、トリガ・パルスを発生する。 これ迄、定常状態の動作を機能的に説明して来
た。次に緩始動及び即時オン様式の作用を説明す
る。 緩始動及び即時オンと呼ぶ過渡的な様式は、試
験手段30によつて開始される。前に述べた様
に、これらの過渡的な様式は、電力設定状態がオ
フから他の或る電力設定状態に変えられた時に用
いられる。オペレータは、オフ設定状態から他の
何等かの電力設定状態に変える時、オン状態を選
択し、その後で電力設定状態1−7の内の所望の
1つを選択しなければならないことに注意された
い。この為、オン設定状態は、オフから他の或る
設定状態に変える時にだけ選択される。緩始動様
式を実施する時、この順序を利用する。 前に述べた様に、試験手段30がKBに一時的
に貯蔵された新しい走査結果を監視する。KBで
オン設定状態が検出されると、試験手段30が
PMに貯蔵されている信号を試験して、現在用い
られている制御信号がオフ設定状態を表わしてい
るかどうかを判定し、設定状態がオフから他の或
る状態に変えられたかどうかを判定する。PMに
貯蔵されている信号がオフ設定状態を表わしてお
らず、設定状態がオフ設定状態から変わつたもの
ではないことを示す場合、オン入力を無視し、
PMの内容はそのまゝである。PMがオフ設定状
態を表わす信号を持つている場合、緩始動様式を
実施する最初の工程は、KBに貯蔵されているオ
ン信号をPMに読込むことである。2番目の工程
は、設定状態1−7の内の選択された1つを表わ
す信号がKBに送込まれた時に行われる。試験手
段30は、設定状態1−7の内の1つを表わす信
号を検出した時、PMの内容が、オン信号を表わ
す信号かどうかを試験する。オン信号が検出され
ると、試験手段30は緩始動ラツチ(SSL)32
にセツト信号を送り、こうして緩始動様式の開始
を完了する。次にKBの内容がPMに読込まれる。
この時比較手段16が、緩始動様式を特徴づける
予定の逐次的なパターンでPOL24をセツト並
びにリセツトする。 好ましい実施例では、このパターンは電力設定
状態5に対する符号と同一である。この為、緩始
動様式の間、電力パルス繰返し速度は電力設定状
態5に関連する速度である。即ち、4つの制御期
間毎に電力パルス1個である。この電力パルス繰
返し速度は、低温のMoSi2又はタングステン形加
熱素子に印加しても、典型的な家庭用電力回路の
電流サージ容量を越えることがないと考えてよい
最適の速度であることが経験的に判つた。この最
適の速度を使うと、加熱素子をその定常状態の抵
抗値に急速に達するようにすることが出来る。勿
論、この速度は電力回路の過電流保護手段の限界
閾値並びに電気回路部品の電流定格によつて変わ
る。 緩始動タイマ(SST)34がSSL32がセツト
されたことによつて付能される。SST34が、
ゼロ交差検出器10からの予定数のゼロ交差パル
スを計数することにより、緩始動動作様式の持続
時間を制御する。好ましい実施例では、前述の繰
返し速度と共に、約1秒の緩始動時間を使う。こ
の予定のカウントに達すると、SST34が出力
信号を発生してリセツトされる。この信号がSSL
32をリセツトすることにより、緩始動様式が終
了し、それと共に即時オン・ラツチ(IOL)36
がセツトされ、即時オン様式を開始する。 IOL36は、セツトされた時、比較手段16
が、選択された実際の電力設定状態に無関係に、
最大の電力設定状態を実施することが出来る様に
する。IOL36は即時オン・タイマ(IOT)38
をも付能する。IOT38は、予定数のゼロ交差パ
ルスを計数してリセツトされることにより、即時
オン様式の持続時間を決定する。この即時オン期
間が、好ましい実施例では選定された最大速度で
約8.5秒に選ばれている。IOT38がリセツトさ
れると、IOTがリセツト信号を出力し、それが
IOL36をリセツトし、こうして即時オン様式を
終らせる。この後、前に述べた様に、定常状態動
作様式が進行する。 前に述べた様に、即時オン様式は、即時オン動
作様式の進行中に、高い方の電力設定状態から低
い方の電力設定状態への変化が起つた場合、終了
させるべきである。試験手段30が次の様にこの
作用を行う。即時オン様式で動作している間に、
設定状態1−7の内の1つを表わす信号がKBで
検出され、設定状態1−7の内の或るものから別
のものへの電力設定状態の変化を表わす場合、
KBとPMの内容の間で大きさの比較が行われる。
KBにある信号の大きさがPMにあるものより小
さく、新しい設定状態が前の設定状態より低い場
合、試験手段30は即時オンラツチ36に対する
リセツト信号を発生し、こうして即時オン動作様
式を終らせる。KBにある信号がPMに読込まれ、
新たに入力された電力設定状態を実現する定常状
態動作が進められる。 装置の動作を例によつて説明する為、最後に送
込んだ電力設定状態がオフ設定状態であり、加熱
素子を電力設定状態6で動作させると仮定する。
オペレータがオフ・ボタンを最初に作動し、次に
キーボード5のボタン6を作動する。オン・ボタ
ンが作動されたことにより、信号発生器20が、
オン設定状態を表わすデイジタル符号信号を発生
する。この信号が記憶装置18の一時貯蔵部位
KBに貯蔵される。試験手段30が記憶装置18
にこの様に送込まれたことに応答して、PMがオ
フ設定状態を表わす信号を持つているかどうかを
試験する。前に送込まれていたのがオフ設定状態
であるから、オン信号がPMに転送される。ボタ
ン6が作動されたことにより、信号発生器20
が、電力レベル6を表わす信号を記憶装置の部位
KBに伝達する。試験手段30は、部位KBに電
力設定状態1−7の内の1つを表わす信号が存在
すると共に、PMにオン信号が存在することを検
出すると、緩始動ラツチ32をセツトする。比較
手段16がそれに応答して、表の電力設定状態
5を実施し、1/4の緩始動様式の所望の電力パル
ス繰返し速度にする。比較手段16は約1秒の
間、引続いてこの様に動作し、その後SST34
の時間が切れ、SSL32がリセツトされ、IOL3
6がセツトされることにより緩始動様式が終了
し、即時オン様式が開始される。IOL36がセツ
トされたことにより、IOT38が付能され、比較
手段16が電力設定状態7を実現する。 電力パルス速度は、即時オン様式の持続時間の
間、電力設定状態7に対応する1/1になる。約8.5
秒の後、IOT38の時間が切れ、IOL36をリセ
ツトする。こうして即時オン様式が終了し、定常
状態の動作が続けられる。定常状態様式では、比
較手段16の出力が、電力設定状態6に対応する
1/2のパルス繰返し速度を実現する。 上に述べた例で、即時オン様式の間に後から電
力設定状態4を送込んだとすると、試験手段30
がこの新しい入力に応答して、KBの信号をPM
の信号と比較する。この比較により、KBの信号
がPMにある信号より小さいことが判る。この
時、試験手段30はKBの信号をPMに転送し、
IOL36及びIOT38の両方をリセツトし、こう
して即時オン様式を終了し、定常状態様式が始ま
る。 マイクロプロセツサ形の実施例 第4図は硝子セラミツク製の調理頂部を持つと
共にMoSi2形加熱素子を用いたホツトプレートに
対する制御回路の好ましい実施例を概略的に示し
ており、この実施例ではTMS1000シリーズ・マ
イクロプロセツサ又はチツプによつて電子的に電
力制御が行われる。TMS1000シリーズ・チツプ
はテキサス・インスツルメンツ・インコーポレー
テツド社並びにその他の会社から市場で入手し得
る。このチツプの技術的な詳細は、1975年12月に
出版されたテキサス・インスツルメンツ社の刊行
物「TMS1000シリーズ・データ・マニユアル」
に記載されている。 第4図で、チツプ40はTMS1000シリーズ・
マイクロプロセツサ・チツプであり、この発明の
制御方式を実現する様にその読出専用記憶装置
(ROM)を永久的に構成することにより、註文
製になつている。 キーボード5は9個のキーを持つ1列から成る
容量形接触配列である。キーはオペレータが、オ
ン及びオフの他に、電力レベル1−7を選択する
ことが出来る様にしている。キーボード5は周知
の普通の容量性接触キーボードと同様に作用し、
こゝでは、制御装置に対する入力をどの様に発生
するかを説明するのに必要なことだけを説明す
る。キーボード5の各々のキーが1つの上側パツ
ド及び2つの下側パツド(図に示してない)を持
つている。誘電体材料が上側及び下側パツドを隔
て、直列の2つのコンデンサを実効的に構成して
いる。上側パツドが2つの下側極板の各各に対す
る共通の極板になる。各々のキーで、一方の下側
パツドが共通の入力線に接続される。他方の下側
パツドは、それ自身の出力線に接続される。この
為、キーボードは全てのキーが共有する1つの入
力線と、各キーに対して1つずつ設けられた9本
の出力線とを有する。キーボードが入力線に走査
電圧を周期的に印加することによつて走査され
る。この電圧がが略そのまゝ、接触しなかつた全
てのキーの出力線に伝達される。接触したキーの
出力は、オペレータが上側パツドと接触したこと
によつて、静電容量が増えた為に減衰する。 第4図の回路では、入力又は走査パルスがチツ
プ40の出力R0に逐次的に発生される。これの
パルスはR0からキーボード駆動回路46の入力
に伝達される。駆動回路46は、R0からのパル
スを増幅するのに使われる普通の駆動回路であ
る。増幅されたパルスが駆動回路46によつて、
キーボード5の入力線に送られる。こうして、キ
ーボード5が、チツプ40のROMによつて決定
された速度で、周期的に、新しい入力があるかど
うか、即ち作動されたキーがあるかどうかについ
て走査される。 キーボード5の出力が簡単な限流抵抗回路48
及び容量性インターフエイス回路50を介してチ
ツプ40に結合される。抵抗回路48はキーボー
ドの各々の出力線と直列に、10キロオーム程度の
大きな限流抵抗を入れるだけである。容量性イン
ターフエイス回路50は、キーボードの出力に優
先順位をつけ、キーボードの出力をチツプ40が
読取り得るデイジタル形に符号化し、チツプ40
に対するこの入力をゼロ交差検出器10からのゼ
ロ交差パルスと多重化して、チツプ40の制御作
用が交流電力線路電圧のゼロ交差と同期出来る様
にするという幾通りもの作用をする。 この実施例では、容量性インターフエイス回路
50はTMS1976シリーズ集積回路であり、これ
は、テキサス・インスツルメンツ・インコーポレ
ーテツド社から容易に入手し帰る。この回路の細
部はこの発明にとつて重要ではないから、その動
作はこの発明を理解するのに必要な程度にとどめ
る。容量性接触キーボードとのインターフエイス
接続作用に於けるこの回路の動作について更に詳
しいことは、1977年にテキサス・インスツルメン
ツ・インコーポレーテツドから出版された
「TMS1976容量性接触キーボード・インターフエ
イス・マニユアル」を参照されたい。 インターフエイス回路50は9個の容量性入力
C1−C9を持ち、これが9個の内部バツフア
(図に示してない)に内部結合されている。各々
の入力は非常に大きな抵抗を介して高い入力電圧
レベルにバイアスされている。内部バツフアは、
外部で発生された基準電圧からの負の変化を検出
する様に設計されている。各々の入力バツフアが
そのC入力の入力電圧が基準電圧よりも負である
時、関連した内部ラツチ(図に示してない)に対
するセツト指令を供給する。これらのラツチの出
力が内部で符号化器(図に示してない)に送ら
れ、この符号化器が優先順位をつけること並びに
符号化の作用を行う。最高の優先順位を持つ入力
を受取ると、それは4ビツトのBCDワードに符
号化され、内部の多重化器に送られる。 インターフエイス回路50の多重化器部分が入
力ISRによつて制御される。ISRが低である時、
BCDワードが出力Y1−Y4に転送される。入
力ISRが高レベルであると、C入力線に応答して
全ての内部ラツチが無条件にリセツトされ、入力
ISRが低レベルに復帰するまで、このリセツト状
態が保たれる。全てのラツチがリセツトされる
と、ラツチから発生される信号はどのキーも押さ
れなかつた場合と同じである。更に、ISRが高で
ある時、入力信号Fが出力Y1に現われる。C入
力又はF入力のいずれかを選択するという線ISR
のこの作用により、これらの入力をチツプ40に
対して多重化することが出来る。この多重化作用
の制御はチツプの出力ポートR0によつて行われ
る。このポートがインターフエイス回路50の入
力ISRに電気結合されている。 チツプ40はキーボード5からの走査出力を表
わす、インターフエイス回路50からのBCD符
号の4ビツト信号を入力K1,K2,K4及びK
8に受取る。これらの入力がインターフエイス回
路50の出力Y1−Y4に夫々電気結合されてい
る。前に述べた様に、入力K1はチツプ40をイ
ンターフエイス回路50の入力Fを介してゼロ交
差検出器10にも結合する。 チツプ40の出力がO0−O7、R0及びR4
から送出される。出力O0−O7は、普通の7セ
グメント形LED表示装置8に対する表示情報を
供給する。出力R0は、前に述べた様に、キーボ
ード駆動回路46の入力及びインターフエイス回
路50の入力ISRに結合される。更に、出力R0
が、表示装置44を付能する普通の表示デイジツ
ト駆動回路42の入力に結合される。出力R4が
チツプ40を普通のトリアツク駆動回路26を介
して、電力制御用トリアツク3のゲート端子と結
合する。トリアツク駆動回路26がR4からの出
力を増幅し、チツプ40を電力線路から隔離す
る。 前に述べた様に、チツプ40は註文により、チ
ツプ40のROMを予定の一組の命令を持つ様に
永久的に構成することにより、この発明の制御作
用を行う様に構成されている。第5図乃至第11
図は、キーボード5からインターフエイス回路5
0を介して入力データを求め、貯蔵し且つ処理す
ると共に、選択された電力設定状態に必要な電力
パルス繰返し速度が得られる様にトリアツク3を
トリガする為の制御信号を発生する為に、マイク
ロプロセツサで実施されるこの発明ルーチンを示
すフローチヤートである。これらのチヤートか
ら、プログラミングの当業者であれば、この発明
の制御作用をチツプ40が行うことが出来る様に
する為に、マイクロプロセツサのROMに永久的
に貯蔵される一組の命令を作成することが出来よ
う。 制御プログラム 制御プログラムは、第5図度乃至第11図のフ
ローチヤートに例示した一連のルーチンで構成さ
れる。電力オン・ルーチンを別にして各ルーチン
が各々の制御期間に1回作用する。プログラムの
最初のパスは、装置と電源のコンセントとのプラ
グ接続の様に、装置に電源を印加することによつ
て開始される。選択された電力設定状態に関係な
く、装置のプラグを差込んでいる間、制御回路が
絶えず付勢されていることに注意されたい。電力
出力ルーチンに入つた時、プログラムな一旦休止
して、電圧信号の次のゼロ交差が発生するのを待
つ。ゼロ交差信号を検出すると、トリアツクのト
リガの決定が、出力ラツチR4をセツト又はリセ
ツトすることにより、トリアツク駆動回路に連結
され、プログラムは走査ルーチンに戻つて、プロ
グラムの次のサイクルを開始する。 次にフローチヤートについて各ルーチンを説明
する。 電力オン・ルーチン、第5図 このルーチンは、レンジのプラグを接続した
時、又は停電の後電源が再び働いた時等の様に、
初めて電力が印加された時、全ての内部のタイ
マ、ラツチ及びレジスタをリセツトする。このル
ーチンに入るのは、動作を開始する時又は停電の
後に電力が回復した時だけである。 走査ルーチン、第6図 このルーチンは、各々の制御期間の始めに電力
出力ルーチンから入るのが普通であるが、容量性
インターフエイス回路からのデータの入力を制御
すると共に、使われる電力設定状態を表示する為
に、表示素子44に表示データを出力することを
も制御する。 インターフエイス回路50からのデータの入力
は、次の一連の動作によつて行われる。最初に出
力ラツチR0を高に切換えることにより、キーボ
ード走査がリセツトされる(ブロツク100)。これ
によつてインターフエイス回路50の内部入力バ
ツフアがリセツトされる。次に出力ラツチR0を
低に切換えて、キーボード走査を設定する(ブロ
ツク104)。これによつて、符号化されたC入力デ
ータをインターフエイス50のY1−Y4出力へ転
送することが出来る。最後に、これらの線からの
新しいデータが読込まれ(ブロツク106)、一時記
憶装置KBに貯蔵される(ブロツク107)。キーボ
ードからの入力データの検索が完了すると、プロ
グラムは入力データ・ルーチンにブランチする。
このルーチンでは、現在永久記憶装置PMに貯蔵
されている電力設定状態を表わす表示データが表
示出力O0−O7に転送される(ブロツク102)。 入力データ・ルーチン、第7図 このルーチンは、走査ルーチンで得られた新し
く送込まれ且つKBに一時的に貯蔵されたデータ
が空白、即ちキーボードの入力なし、オフ設定状
態、オン設定状態又は設定状態1−7の内の1つ
のいずれを表わすかを決定する。 新しいデータが空白を表わす場合(ブロツク
110)、永久貯蔵レジスタPMは、現在使われてい
る制御信号を持つているが、そのまゝであつて、
プログラムは電力制御ルーチン(第9図)にブラ
ンチする。 KBにある新しいデータがオフ設定状態を表わ
す場合(ブロツク112)、このデータがPMに読込
まれ(ブロツク114)、緩始動及び即時オン・ラツ
チ及びタイマがリセツトされ(ブロツク115)、プ
ログラムは電力制御ルーチン(第9図)にブラン
チする。 新しいデータがオン設定状態を表わす場合(ブ
ロツク116)、緩始動様式を実施する必要があるか
どうかを判定する為に、付加的な試験が行われ
る。PMに貯蔵されている制御信号を試験し(ブ
ロツク118)、前に貯蔵されていた設定状態がオフ
設定状態であるかどうかを判定する。そうであれ
ば、KBに貯蔵されている新たに送込まれたオン
設定状態がPMに読込まれる(ブロツク120)。そ
うでなければ、PMの内容はそのままであり、プ
ログラムは電力制御ルーチン(第9図)にブラン
チする。後の場合は、設定状態がオンからオンに
変わつたこと又は設定状態1−7の内の1つから
オンになつたことを示しており、この場合新しい
オン設定状態は無視される。 新しいデータが空白でも、オフでも、オンでも
ない(ブロツク116のノーの答えによつて表わさ
れる)場合、それは設定状態1−7の内の1つを
表わしている筈である。この場合、PMに貯蔵さ
れている信号を試験して、前に送込まれた設定状
態がオフ設定状態であるかどうかを判定すること
が必要である(ブロツク117)。イエスであれば、
PMの内容はそのまゝであり、プログラムは電力
制御ルーチン(第9図)にブランチする。この場
合は、最初にオン設定状態を選択せずに、オフか
ら電力設定状態1−7の内の1つへ変えようとし
た場合に示す。この様な場合、新しい電力設定状
態は無視される。ブロツク117のノーの答えによ
り、前の設定状態がオンであるか又は電力設定状
態1−7の内の1つであつたことが判り、この場
合、プログラムは比較ルーチン(第8図)にブラ
ンチする。 比較ルーチン、第8図 このルーチンに入るのは、新しい入力が電力設
定状態1−7の内の1つを表わす時だけである。
このルーチンの主な作用は、緩始動様式を開始
し、適切な場合、即時オン様式を終了することで
ある。この作用が次の様に行われる。ブロツク
122でオン設定状態になつているかどうかPMを
試験する。PMがオン設定状態を持つていて、電
力設定状態がオンから電力設定状態1−7の内の
1つに変わつたことを表わす場合、緩始動ラツチ
SSLをセツトする(ブロツク124)。新たに送込ま
れた電力設定状態がKBに一時的に貯蔵されてい
るが、これをPMに転送し(ブロツク125)、プロ
グラムは電力制御ルーチンにブランチする。 PMがオン設定状態以外の設定状態を持つこと
が判つた場合、これは電力設定状態1−7の内の
或るものから別のものへの変化を示すが、新に送
込まれた設定状態が現在使われている設定状態よ
り低いかどうかを判断することが必要である。前
に述べた様に、この発明の制御方式の1つの特徴
は、即時オン様式で動作している間、前の設定状
態より小さい様な、新しい電力設定状態が送込ま
れた場合、即時オン様式を直ちに終了させること
である。表に示す様に、電力設定状態1−7は
設定状態を表わすBCD符号によつて表わされる。
この為、PM及びKBに貯蔵されている信号の大
きさの比較が行われる(ブロツク126)。KBの符
号化信号がPMにあるものより小さければ、新し
い設定状態の方が低く、即時オン・ラツチ及び即
時オン・タイマがリセツトされる(ブロツク128
及び129)。KBに貯蔵されている信号がPMにあ
るものより小さくなければ、即時オン・ラツチ及
びタイマは変わらない。いずれの場合も、最初
KBに貯蔵された、新しく送込まれた信号が、そ
の後でPMに読込まれる(ブロツク125)。その後
プログラムは電力制御ルーチン(第9図)にブラ
ンチする。 電力制御ルーチン、第9図 電力制御ルーチンの主な作用は、各々の制御周
期に主計数器を増数すると共に、適切な場合、緩
始動及び即時オン・ルーチンを実施することであ
る。リング計数器として作用し、反復的に0から
63まで計数する主計数器を増数した後(ブロツク
150)、緩始動ラツチを試験する(ブロツク152)。
このラツチがセツトされていて、緩始動様式で動
作していることを示す場合、緩始動タイマを増数
し(ブロツク154)、緩始動様式の持続時間を制限
する為に、タイマの内容を時間切れと記した基準
定数に対して試験する(ブロツク156)。1秒の持
続時間の場合、時間切れは15に設定される。タイ
マの内容がこの値を越えた時、緩始動ラツチ(ブ
ロツク157)及びタイマ(ブロツク158)をリセツ
トし、即時オン・ラツチをセツトする(ブロツク
159)。後で説明する即時オン様式を実施する為に
使われるレジスタであるレジスタMKB並びに
PMの内容をこの点で交換し、(ブロツク155)、
IOLがセツトされた時に入る電力比較ルーチン
(第10B図)のブロツク147の埋合せをする。そ
の後、プログラムは電力比較ルーチンのブロツク
141にブランチし、PMに貯蔵されている実際の
電力設定状態に無関係に、緩始動の繰返し速度を
実現する。 緩始動ラツチがセツトされていない時、即時オ
ン・ラツチ(IOL)を試験する(ブロツク160)。
このラツチがセツトされていて、即時オン様式で
動作していることを表わす時、レジスタMKBを
最高の電力設定状態の符号、即ちこの実施例で
は、設定状態7に対するBCD符号に等しく設定
する(ブロツク161)。次に即時オン・タイマを1
カウントだけ増数し(ブロツク162)、試験して
(ブロツク163)カウントが予定の最大値を越えた
かどうかを判断する。越えていなければ、MKB
及びPMの内容を交換し(ブロツク164)、PMが
実際の電力設定状態ではなく、電力レベル7に対
応する信号を持つ様にし、こうして実際の電力設
定状態に無関係に、即時オン様式に関連した電力
パルス繰返し速度を実現する。即時オン・タイマ
が最大カウント(MAXTIME)を越えた場合、
即時オン・ラツチ及びタイマをリセツトすること
により、即時オン様式を終了させる(ブロツク
165及び166)。持続時間が8.5秒の場合、
MAXTIMEは128に設定される。いずれにせよ、
この後プログラムは電力比較ルーチンにブランチ
する。 電力比較ルーチン、第10A図及び第10B図 このルーチンはPM及びZCMを比較して、所要
のパルス繰返し速度を正しく実現する為に、次の
ゼロ交差の時、出力ラツチR4(第4図)をセツ
トして、トリアツク3を導電状態にトリガする
か、或いはリセツトして、トリアツク3をオフに
するかを決定する。前に述べた比較作用が、この
実施例では次の様に行われる。最初にPMがPM
=7であつて、電力設定状態7が選択されている
ことを表わすかどうか試験する(ブロツク130)。
イエスであれば、電力オン・ラツチ(POL)を
セツトし(第10B図のブロツク138)、それ以上
の比較は必要としない。これはトリアツクが制御
期間毎にトリガされるからである。ノーであれ
ば、ZCMの最初の最下位ビツト(LSB)が0か
どうか試験する(ブロツク140)。0でなければ、
それ以上の比較は必要ではなく、POLをリセツ
トする(第10B図のブロツク139)。このビツト
が0であれば、PMが、電力設定状態6の選択を
表わす6であるかどうか試験する(ブロツク
131)。PM=6であれば、POLをセツトする。最
初の最下位ビツトは1つおきのカウントで0であ
る。この為、1つおきのカウントにブロツク140
に入る。この為、電力レベル6が選択された時、
トリガの決定は1つおきのカウントで行われ、所
望の1/2の電力パルス繰返し速度が得られる。
PMが6に等しくない場合、ZCMの2番目の最下
位ビツトが0かどうか試験する(ブロツク141)。
この決定ブロツクに来るのは、最初の最下位ビツ
トが既に0であることが判つている時であるか
ら、その結果は、事実上、1番目及び2番目の最
下位ビツトが両方共0であるかどうかを判断する
ことになる。この為、このブロツクからは、両方
のビツトが0であるというイエスの出力が4カウ
ント毎に1回発生する。答えがイエスであり、電
力レベル5が選択されている(ブロツク132)か、
或いは緩始動ラツチSSLがセツトされ(ブロツク
127)、緩始動様式で動作していることを表わす場
合、POLがセツトされ、こうして1/4の所望の電
力パルス速度が得られる。緩始動ラツチがセツト
されている時、プログラムは電力制御ルーチンか
らブロツク141に直接的にブランチし、こうして
ブロツク130、131を通過することに注意された
い。両方のビツトが0であるが、SSLもセツトさ
れていないし、電力レベル5が選択されてもいな
い時、ZCMの3番目の最下位ビツトが0かどう
かを試験した後、0であると判れば、PM=4か
どうかの試験(ブロツク133)を行う。この3番
目の最下位ビツトが0でないと判つた場合、PM
=4かどうかの試験はしない。このパターンは、
0であることが判つているZCMの適正な数の最
下位ビツトとPMにある電力設定状態とが合うま
で続けられ、その結果トリガの決定が下される
か、即ち内部ラツチでPOLがセツトされるか、
或いは一致せず、トリガなしの決定、即ちPOL
のリセツトが行われる。POLの状態が後で説明
する様に電力出力ルーチンで使われる。 比較試験とPOLのセツト又はリセツト動作を
完了した後、即時オン・ラツチを試験する(ブロ
ツク146)。このラツチがセツトされていれば、
MKB及びPMの内容を再び交換して(ブロツク
147)、選択された実際の電力設定状態に対応し
て、電力制御ルーチンで即時オン様式を実現する
為に用いられる交換の前に、PMをもとの値に復
帰させることが必要である。 この後プログラムは電力出力ルーチンにブラン
チする。 電力出力ルーチン、第11図 このルーチンの作用は、トリアツクのトリガ動
作を電力信号のゼロ交差と同期させることであ
る。このルーチンに入る時、トリアツクのゲート
端子に結合された出力ラツチR4(第4図)はリ
セツトされる(ブロツク170)。ラツチR0は高に
セツトされ(ブロツク171)、こうしてインターフ
エイス50(第4図)の入力ISRに高レベル信号
を送り、ゼロ交差検出器10からのF入力をチツ
プ40の入力K1に多重化する。次に制御プログ
ラムは入力K1を試験し、検出器10からのゼロ
交差パルスを受取つたことを表わす高即ち1入力
を受取るのを待つ(ブロツク172及び173)。ゼロ
交差パルスを受取ると、R0が低に切換えられ、
ISRがリセツトされ(ブロツク174)、POLが試験
される(ブロツク175)。POLがセツトされると、
出力ラツチR4がセツトされ(ブロツク176)、こ
れによつてトリガ電圧が駆動回路26(第4図)
を介して、トリアツクのゲート端子に印加され
る。POLがセツトされない場合、R4はリセツ
ト状態にとゞまり、トリアツク3は導電状態に切
換えられない。この後、プログラムは走査ルーチ
ンに戻つて、サイクルを繰返す。 別の実施例 コストの観点から、この発明の好ましい実施例
の制御回路では、マイクロプロセツサが主な制御
素子である。然し、この発明の考えはこの様な実
施例に制約されるつもりはない。第3図の機能的
なブロツク図並びに第5図乃至第11図のフロー
チヤートによつて例示されたこの発明の制御方式
は、市場で容易に入手し得る回路素子を用いた結
線形デイジタル論理回路を使つても実施すること
が出来る。 第13図乃至第16図及び第18図は、マイク
ロプロセツサの代りに、結線形のデイジタル論理
回路を用いたこの発明の別の実施例の論理回路を
示す。前に説明した素子と機能的に同じ素子には
同じ参照記号を用いている。図示の論理回路は、
第3図のブロツク図に全体的に示す様な形でイン
ターフエイス接続される。 前に説明した実施例の場合と同じく、制御期間
は相次ぐゼロ交差パルスの前縁の間の期間であ
る。各々の制御期間の間、論理回路が1回動作す
る。ラツチ並びにレジスタのクロツク動作に使わ
れるタイミング信号が、回路の動作を制御期間と
同期させる普通の手段によつて発生される。タイ
ミング回路の細部は示してない。これは、特定の
回路がこの発明の一部分を構成するものではな
く、こういう回路が周知だからである。 これから説明する論理回路では、図面を見易く
する為に、インターフエイス回路を省略してある
が、こういう回路は普通のものであつて、周知で
ある。 タイミング マイクロプロセツサを使つた実施例では、論理
的な事象のタイミングが、マイクロプロセツサが
直列形である結果、当然のことゝして達成され
る。各々の命令が順次遂行され、どんな時も、一
度に1つの命令しか実行することが出来ない。即
ち、ゼロ交差パルスがチツプに入力したことによ
つて、制御期間が開始された時、マイクロプロセ
ツサがROMに貯蔵されている命令に順次進む。
ROMにある命令の実行を正しい順次で行えば、
それがタイミング順序になる。 然しデイジタル論理回路を用いた実施例では、
各々の制御期間内での事象のタイミングは、第7
図の時間線図に示す様な6つのタイミング信号を
発生するタイミング回路によつて制御することが
出来る。第17図の時間線図に示す様なタイミン
グ信号を発生し得る普通の計数発振器回路は周知
である。この回路の細部がこの発明の一部を構成
するものではないので、タイミング回路はその出
力だけを取上げる。 次に第17図について説明すると、曲線ZCPは
ゼロ交差検出器10の出力を表わす。この信号の
パルス繰返し速度は毎秒パルス数120個である。
信号TS1−TS6を用いて、論理回路の動作を
各々の制御期間と同期させる。TS1は負に向う
パルスであつて、容量性インターフエイス50
(第13図)のISR入力に印加される。負に向う
このパルスは、キーボードの入力(第13図)に
印加されるTS2によつてキーボードを走査する
ことが出来る様にすると共に、この走査結果を、
レジスタ18(1)(第14図)の付能入力に印
加されたTS3によつて付能された時、記憶装置
18の貯蔵レジスタ18(1)に読込むことが出
来る様ににするのに十分な時間の間低にとゞまる
様に、十分な持続時間を持つていなければならな
い。即ち、TS1はTS2及びTS3と重なつてい
なければならない。TS4は記憶装置18のレジ
スタ18(2)に対する付能信号として作用す
る。この信号が、試験手段30(第13図)のア
ンド・ゲート30(2)を介してレジスタ18
(2)の付能入力にゲートされる。タイミング信
号TS5は緩始動ラツチ32及び即時オン・ラツ
チ36(第18A図)のクロツク入力に印加さ
れ、新しい走査結果に応答して、これらのラツチ
の出力を更新する。この後、比較手段16が更新
されたラツチ情報に従つてその出力を更新する。
タイミング信号TS6は、電力オン・ラツチ24
(POL)(第18B図)のクロツク入力にパルス
を印加して、ラツチの出力が比較手段からの更新
された出力を反映することが出来る様にする。一
旦POLがクロツクを受取ると、回路は次の制御
期間を開始する次のゼロ交差パルスを待つ。
POL24の出力が、ゼロ交差パルス(第3図)
によつて、トリアツク3のゲート端子に送られ
る。 デイジタル信号発生器 第13図は第3図のデイジタル信号発生器20
の作用を実施するのに使われる回路を示す。前に
述べた様に、信号発生器20の作用は、キーボー
ド5のキーをオペレータが作動したことによつて
選択された電力設定状態を表わす4ビツトのデイ
ジタル信号を発生することである。これが第3図
の回路では、前にマイクロプロセツサ形の実施例
について述べたのと基本的に同じ回路素子、即
ち、容量性接触キーボード5、抵抗回路48及び
容量性インターフエイス50を用いて行われる。
違いは主に、インターフエイス50が前に説明し
た符号化及び優先順位をつける作用をするが、前
の実施例の様に、ゼロ交差パルスのデータを制御
信号のデータと多重化しないことである。タイミ
ング回路(図に示してない)は、キーボード5に
対する走査信号TS2(第17図)及びISR入力
に対する適正な信号TS1(第17図)を発生し
て、各々の制御期間に、キーボードを1回走査す
ることが出来る様に構成されている。前の実施例
と同じく、表は電力設定状態と、容量性インタ
ーフエイス50によつて発生される符号化デイジ
タル信号の間の関係を示している。 記憶装置 第14図は第3図の記憶装置18及び試験手段
30を構成する論理回路を示す。この実施例で
は、記憶装置18がKBと呼ぶ一時記憶装置18
(1)とPMと呼ぶ永久記憶装置18(2)を含
む。KBは関連したキーボードの各々の走査結果
を貯蔵する様に、制御期間毎に更新されることに
注意されたい。PMは、作動されたキーが確認さ
れた時にだけ更新される。この各々の素子は本質
的に並列入力/並列出力形の4ビツト貯蔵レジス
タで構成され、これは通し番号SN74194の名称で
容易に入射し得る集積回路である。 レジスタ18(1)が信号発生器20からの制
御信号を受取つて貯蔵する。この信号が、第17
図の時間線図のタイミング信号TS3により、レ
ジスタ18(1)に読込まれる。レジスタ18
(1)の出力がこれから説明する様にして、試験
手段30によつて試験される。試験手段30のゲ
ート30(2)からの出力が、適切な時、レジス
タ18(2)の付能入力Eにパルスを送ることに
より、レジスタ18(2)を付能し、こうしてレ
ジスタ18(1)に貯蔵されている符号化信号を
レジスタ18(2)に読込むことが出来る様にす
る。レジスタ18(1)の内容はこのことによつ
て変わらない。 試験手段 試験手段30は、(1)貯蔵された新しい信号がオ
フ信号である時、又は(2)新しい信号がオン信号で
あり、レジスタ18(2)に貯蔵されている前の
信号がオフ信号である時、又は(3)新しい信号が電
力設定状態1−7の内の1つであり、前の信号が
オフ信号ではない時にだけ、レジスタ18(1)
に一時的に貯蔵されている新しい信号をレジスタ
18(2)に読込むことが出来る様にする。更
に、試験手段30は、レジスタ18(2)にオフ
信号が貯蔵されている時、緩始動ラツチ及び即時
オン・ラツチをリセツトする。条件(1)により、オ
フ信号は常に18(2)に読込まれる。条件(2)
は、オフ状態から変わる時、電力設定状態1−7
の内の1つより前にオン設定状態が選択されるこ
と、並びに前の信号が電力設定状態1−7の内の
1つである場合、オン設定状態を無視することを
保証する。条件(3)は電力設定状態1−7の或るも
のから別のものへの変更が出来る様にする。作動
されたキーが検出されなかつた状態を表わす空白
入力は、今述べた条件(1)、(2)又は(3)の時にだけレ
ジスタ18(2)を付能したことによつて、自ず
と排除される。 この実施例の試験手段30を第14図の論理図
について説明する。論理アンド・ゲート30
(1)の出力がレジスタ18(2)の付能入力に
結合される。。ゲート30(2)の出力がが論理
1である時、レジスタ18(1)の信号がレジス
タ18(2)に読込まれる。ゲート30(1)
は、TS4信号を論理オア・ゲート30(2)の
出力とアンドすることにより、レジスタ18
(2)の付能動作をタイミング信号TS4(第24
図)と同期させる様に作用する。このオア・ゲー
トの出力は、前述の任意の1つの条件(1)、(2)又は
(3)が充たされた時に論理1である。レジスタ18
(1)にオフ信号(1000)が存在することが、論
理アンド・ゲート30(3)によつて検出され
る。このゲートはレジスタ18(1)の4つの出
力を入力として持つている。レジスタ18(1)
にある信号の3つの最下位ビツトに対応する、ゲ
ート30(3)への入力が反転される。従つて、
信号(1000)によつて表わされるオフ信号がレジ
スタ18(1)に貯蔵されている時、ゲート30
(3)の出力は論理1である。ゲート30(3)
の出力が、ゲート30(2)及び30(1)を介
して、レジスタ18(2)の付能入力に結合され
る。 レジスタ18(1)にオン記号が存在すること
が、レジスタ18(1)の出力を入力とする論理
アンド・ゲート30(4)によつて検出される。
レジスタ18(1)にある信号の2番目及び3番
目の最下位ビツトに対応する、ゲート30(4)
への入力が反転される。この為、レジスタ18
(1)にオン信号(1001)が貯蔵されている時、
ゲート30(4)の出力は論理1である。ゲート
30(4)の出力が、ゲート30(6),30
(2)及び30(1)を介して、レジスタ18
(2)の付能入力に結合される。レジスタ18
(2)のオフ信号が、レジスタ18(2)の4つ
の出力を入力とする論理アンド・ゲート30
(5)によつて検出される。レジスタ18(2)
の3つの最下位ビツトに対応する、ゲート30
(5)への入力が反転される。従つて、オフ信号
(1000)がレジスタ18(2)に貯蔵されている
時、ゲート30(5)の出力は論理1である。論
理アンド・ゲート30(6)がゲート30(4)
及び30(5)の出力をアンドする。従つて、レ
ジスタ18(1)にある新しい信号がオン信号で
あり、レジスタ18(2)にある前の信号がオフ
信号である時、ゲート30(6)の出力は論理1
である。ゲート30(6)の出力が、ゲート30
(2)及び30(1)を介して、レジスタ18
(2)の付能入力に結合される。 レジスタ18(1)に電力設定状態1−7の内
の1つを表わす信号が存在することが、ゲート3
0(7)及び30(8)によつて検出される。論
理オア・ゲート30(7)は、3つの最下位ビツ
トに対応するレジスタ18(1)の出力を入力と
する。この為、レジスタ18(1)に空白以外の
任意の信号を表わす信号がある場合、ゲート30
(7)の出力は論理1である。論理アンド・ゲー
ト30(8)が、ゲート30(7)の出力を、レ
ジスタ18(1)の最上位ビツトに対応する反転
入力とアンドする。表に示す様に、この最上位
ビツトは、オン及びオフ設定状態では論理1、電
力設定状態1−7では論理0である。従つて、レ
ジスタ18(1)にある信号が、電力設定状態1
−7の内の任意の1つを表わす時、ゲート30
(8)の出力が論理1であり、他の時は論理0で
ある。論理アンド・ゲート30(9)が、ゲート
30(8)の出力をゲート30(5)の反転出力
とアンドする。この為、ゲート30(8)の出力
が論理1でゲート30(5)が論理0であつて、
レジスタ18(1)にある信号が設定状態1−7
の内の1つに対応し、レジスタ18(2)にある
信号がオフ設定状態ではないことを表わす時、ゲ
ート30(9)の出力は論理1である。ゲート3
0(9)の出力が、ゲート30(2)及び30
(1)を介してレジスタ18(2)の付能入力に
結合される。 試験手段30は、(イ)レジスタ18(1)が電力
設定状態1−7の内の1つを表わす信号を持つて
いる時、並びに(ロ)レジスタ18(2)がオン信号
を貯蔵している時、緩始動ラツチ32(第18A
図)をセツトする。条件(イ)は、前に説明した様
に、論理アンド・ゲート30(8)の出力が論理
1であることによつて表わされる。 条件(ロ)は、レジスタ18(2)からの出力線を
入力とするアンド・ゲート30(10)によつて
検出される。2番目及び3番目の最下位ビツトを
表わす線は反転され、この為、レジスタ18
(2)に貯蔵されている信号がオン信号(1001)
である時にだけ、ゲート30(10)の出力は論
理1である。ゲート30(8)及び30(10)
の出力が論理アンド・ゲート39(11)によつ
てアンドされる。ゲート30(11)の出力30
(a)が緩始動ラツチ32(第18A図)のセツト入
力に結合される。この為、前述の条件(イ)及び(ロ)が
充たされた時、SSLをセツトする論理1が印加さ
れる。 試験手段30は、レジスタ18(1)にある信
号が、レジスタ18(2)にある信号によつて表
わされる設定状態よりも低い電力設定状態を表わ
す時、即時オン・ラツチ36(第18A図)をリ
セツトする。これは、比較器30(12)が2つ
のレジスタの内容の大きさを比較することによつ
て達成される。 第14図の回路では、この作用が比較器30
(12)及びゲート30(5),30(8)及び3
0(13)−30(15)によつて行われる。レ
ジスタ18(1)及び18(2)の内容の比較が
比較器30(12)によつて連続的に行われる。
この比較器は、通し第号SN7485の名称で集積回
路として容易に利用し得る形式の普通の4ビツト
の大きさ比較器である。新しく送込まれた電力設
定状態が前に送込まれた設定状態より低い設定状
態である時の様に、レジスタ18(1)の内容の
大きさがレジスタ18(2)の内容の大きさより
小さい時、比較器30(12)の出力は論理1で
ある。この出力がアンド・ゲート30(15)に
結合され、このアンド・ゲートがこの出力をアン
ド・ゲート30(8)及び30(14)の出力と
アンドする。今述べた様に、アンド・ゲート30
(8)の出力は、レジスタ18(1)の内容が電
力設定状態1−7の内の任意の1つを表わす時
に、論理1である。レジスタ18(2)の反転し
た最上位ビツトを、レジスタ18(2)の3つの
最下位ビツトのオアをとる論理オア・ゲート30
(13)の出力とアンドする論理アンド・ゲート
30(14)の出力は、レジスタ18(2)が電
力設定状態1−7の内の任意の1つを表わす符号
を持つ時、論理1である。従つて、レジスタ18
(1)及び18(2)が両方共、電力設定状態1
−7の内の任意の1つを表わす符号を持つている
時には、何時でもゲート30(15)が比較結果
を論理オア・ゲート30(16)を介して、即時
オン・ラツチ36(第3図)のリセツト入力にゲ
ートする。上に述べた条件が充たされ、レジスタ
18(1)にある電力設定状態がレジスタ18
(2)にあるものより低い時、ゲート30(15)
の出力、従つてゲート30(16)の出力30(c)
は論理1であり、この結果即時オン・ラツチ36
がリセツトされる。 ゲート30(5)の出力が、オア・ゲート30
(16)を介して即時オン・ラツチ36のリセツ
ト入力にも結合される。この為、レジスタ18
(2)にオフ設定状態(1000)が貯蔵されている
時には、ラツチ36もリセツトされる。 最後に、ゲート30(5)の出力30(b)が緩始
動ラツチ32のリセツト入力に直接的に結合され
る。この為、レジスタ18(2)にオフ信号が貯
蔵されている時、緩始動ラツチ32がリセツトさ
れる。 ゼロ交差主計数器 第3図の主計数器14が、この実施例では8ビ
ツトのリング計数器によつて構成されている。こ
れがゼロ交差検出器10(第3図)によつて発生
されたゼロ交差パルスを計数する。8ビツト計数
器14が、第15図に示す様に、2つの4ビツト
波及形計数器を縦続接続することによつて形成さ
れる。計数器14(1)の出力A−Dがカウント
の1番目乃至4番目の最下位ビツトになり、計数
器14(2)の出力E−Fが5番目及び6番目の
最下位ビツトになる。ゼロ交差検出器10の出力
が計数器14(1)のクロツク入力に結合され
る。後で説明する比較手段16が、カウントの最
初の6つの最下位ビツトを表わす出力14A−1
4Fを受取る。計数器14(1)及び14(2)
は、通し番号SN7493型集積回路として容易に入
手し得る形式のものである。 比較手段 この実施例の比較手段16は、第16図に示す
様に、計数器14からの出力の最初の6つの最下
位ビツトに応答する計数ゲートと呼ぶ論理ゲート
16(4)(a)−16(4)(f)の回路と、記憶装置
18のレジスタ18(2)からの出力に応答する
4線から10線への普通のBCDから10進法への復
号器16(1)と、計数ゲート及び復号器からの
出力に応答する、比較ゲートと呼ぶ論理ゲート1
6(2)(a)−16(2)(f)の回路とで構成され
る。比較ゲートの出力が論理ゲート16(5)−
16(7)を介して、電力オン・ラツチ24(第
3図)に結合される。論理ゲート16(8)及び
16(9)が緩始動及び即時オン・ラツチ34,
36(第3図)からの入力をこれから説明する様
に比較手段の回路に結合する。 第16図の回路を詳しく説明する前に、第3図
の制御装置に於ける比較手段16の作用、並びに
この作用がどの様に実施されたかを振返つてみる
のが有用であろう。第3図の比較手段16の作用
は、現在の制御期間の間、次の制御期間の間に電
力制御トリアツク3(第1図、第3図)を導電状
態に切換えるかどうかを決定することである。第
3図に戻つて簡単に説明すると、比較手段16の
出力が電力オン・ラツチ(POL)24、アン
ド・ゲート28及びトリアツク駆動回路26を介
して、トリアツク3のゲート端子に結合されてい
る。今の実施例では、比較手段16の出力が論理
1である時、POL24がセツトされる(セツト
された時、POLの出力は論理1になる)。電力信
号の次のゼロ交差が発生した時、検出器10によ
つてゼロ交差パルスが発生され、それがアンド・
ゲート28によつてPOL24の出力とアンドさ
れ、ゲート28の出力が論理1になる。ゲート2
8のこの論理1の出力がトリアツク駆動回路26
を介して、増幅されてトリアツク3のゲート端子
に印加されると、トリアツク3が導電状態に切換
わる。比較手段16の出力が論理0である時、
POL24がリセツトされ(出力は論理0)、ゲー
ト28の出力は論理0である。この為、トリアツ
ク3のゲート端子にゲート信号は印加されず、電
力線路の次のゼロ交差の時、トリアツクは非導電
になる。この為、比較手段16の出力が論理1に
切換わる速度が、電力パルス繰返し速度を決め
る。 この実施例では、前の実施例と同じく、比較手
段16は、主計数器14の最初のn個の最下位ビ
ツトが全部論理0である時、何時でもトリアツク
をトリガすることにより、1/2nの繰返し速度を
実現することが出来る様にする。例えば、電力設
定状態4では、パルス繰返し速度は1/8、即ち
1/2nでn=3の場合である。1/8の所望の繰返
し速度が、計数器の最初の3つの最下位ビツトが
論理0である時、何時でもトリアツクをトリガす
ることによつて達成される。これは8カウント毎
に1回起る。 第16図の回路では、復号器16(1)が使お
うとする電力設定状態を確認する。計数ゲート1
6(4)(a)−16(4)(f)は、計数器14の各々
のカウントに対し、どれだけの最下位ビツトが0
であるかを表わす。比較ゲート16(2)(a)−1
6(2)(f)は、その特定のカウントに対し、電力
設定状態と最下位ビツト情態の組合せで、トリア
ツク3(第3図)を導通状態に切換える必要があ
るかどうかを決定する。 復号器16(1)は、記憶装置18(第13
図)のレジスタ18(2)の出力を復号すること
により、実施しようとする電力設定状態を確認す
る。前に述べた様に、レジスタ18(2)は、実
施しようとする電力設定状態を表わすBCD信号
を貯蔵している。復号器16(1)の1本の出力
線が各々の電力レベル設定状態に一意的に関連し
ている。線1−7が夫々電力設定状態1−7に対
応する。(線0,8及び9はこの実施例では使わ
ない。)復号器16(1)に対する符号化入力に
よつて表わされる電力設定状態が、復号器の関連
した出力線の論理0によつて確認される。他の全
ての出力線は論理1である。例えば、符号化入力
が電力設定状態3を表わす時、復号器の線3の出
力は論理0であり、他の線の出力は全部論理1で
ある。従つて、復号器16(1)の論理0である
出力線が、レジスタ18(2)に貯蔵されている
電力設定状態を確認する。復号器16(1)は、
通し番号SN7442型集積回路として、市場で容易
に入手し得る形式の4線から10線への普通の
BCDから10進法への復号器である。 ゼロ交差主計数器14のカウントが次の様にし
て、計数ゲート14(4)(a)−16(4)(f)で処
理される。計数器14から線14(a)−14(f)を介
して来る入力は、カウントの最初の6つの最下位
ビツトを表わす。ゲート16(4)(a)は論理イン
バータであり、その出力は、最初の最下位ビツト
がゼロである時に論理1である。ゲート16
(4)(a)の出力が論理アンド・ゲート16(4)
(b)によつて、線14(b)からの反転入力とアンドさ
れ、最初の2つの最下位ビツトが0である時にだ
け、ゲート16(4)(b)の出力は論理1になる。
同様に、ゲート16(4)(b)の出力が論理アン
ド・ゲート16(4)(c)によつて、線14(c)の反
転入力とアンドされ、最初の3つの最下位ビツト
が0である時にだけ、ゲート16(4)(c)の出力
が論理1になる。ゲート16(4)(d)−16
(4)(f)でも、このパターンが繰返される。 比較ゲート16(2)(a)−16(2)(f)は、計
数ゲート16(4)(a)−16(4)(f)からの個別
の出力を復号器16(1)からの反転出力6−1
と夫々アンドする為に使われる。即ち、論理アン
ド・ゲート16(2)(a)がゲート4(a)の出力を復
号器の反転出力線6とアンドする。ゲート16
(2)(b)がゲート16(4)(b)の出力と復号器の
出力線5の出力をアンドするという様になつてい
る。各々の比較ゲートは、復号器16(1)から
の入力によつて表わされる特定の電力設定状態と
一意的な関係を持つとみなすことが出来る。どん
な制御期間の間も、精々比較手段16(2)(a)−
16(2)(f)の内、高々1つの出力しか論理1に
はなり得ないし、その出力が論理1になるのは、
この比較手段が関連している電力設定状態に伴う
最下位ビツト・パターンが発生した時だけであ
る。例えば、電力設定状態3を使う時、復号器の
線16(1)の出力3は論理0であり、復号器の
他の出力は論理1である。この為、ゲート16
(2)(d)に対する復号器の反転入力は論理1であ
り、他の比較ゲートに対する反転入力は論理0で
ある。16(2)(d)以外の比較ゲートの出力は、
カウントに関係なく論理0にとゞまる。然し、ゲ
ート16(2)(d)の出力は、計数器14からの最
初の4つの最下位ビツトが0である時にだけ、論
理1になる。これはゲート16(4)(d)の出力の
論理1によつて表わされる。従つて、電力設定状
態3では、ゲート16(2)(d)の出力は、16カウ
ント毎に1回論理1になる。 論理オア・ゲート16(5)が比較ゲート16
(2)(a)−16(2)(f)の出力をオアする。従つ
て、その出力は、任意の比較ゲートの出力が論理
1である時に何時でも論理1になる。これ迄、こ
の回路の説明は電力設定状態1−6を使う場合に
限られていたことに注意されたい。電力設定状態
7は1/1のパルス繰返し速度に関連している。従
つて、比較手段16の出力は、定常状態様式で動
作する時、電力設定状態7では各々のカウント毎
に論理1でなければならない。この実施例では、
この為、復号器の出力7をオア・ゲート16
(9)を介してゲート16(5)に結合する。ゲ
ート16(9)の出力は、その反転入力に論理0
が現われた時、何時でも論理1になる。この為、
電力設定状態7を使う時、ゲート16(5)の出
力が論理1になる。 比較手段16がどの様に緩始動様式及び即時オ
ン様式を実施するかを説明する。最初に緩始動様
式を考えると、緩始動ラツチがセツトされている
時、選択された電力設定状態に無関係な予定の電
力パルス繰返し速度を使わなければならないこと
を前に述べた。この実施例では、マイクロプロセ
ツサによつて制御される実施例の場合と同じく、
緩始動様式を実施する時、電力設定状態5に対応
する1/4の電力パルス繰返し速度を使う。 緩始動ラツチ32から比較手段16への入力3
2(a)(第18A図)は、ラツチがセツトされてい
る時に論理1であり、このラツチがリセツトされ
ている時に論理0である。この為、ラツチ32の
反転出力を復号器16(1)の出力5とオアする
論理オア・ゲート16(8)の出力は、緩始動ラ
ツチがセツトされているか或いは電力設定状態5
が選択された時、論理0である。この為、電力設
定状態5に関連した比較ゲート16(2)(b)の出
力は、最初の2つの最下位ビツトが0であり、且
つ緩始動ラツチがセツトされているか或いは電力
設定状態5を使う時に、論理1になる。 緩始動様式の間、実際の電力設定状態を取消す
為、論理アンド・ゲート16(6)がゲート16
(5)の出力と緩始動ラツチからの反転入力とを
アンドする。即ち、緩始動ラツチがセツトされて
いると、16(6)の出力は、ゲート16(5)
の出力に関係なく論理0である。この為、比較ゲ
ート16(2)(b)の出力を比較手段の出力に結合
する別の通路がオア・ゲート16(7)によつて
出来る。 前に述べた様に、即時オン様式で動作する時、
選択された実際の電力設定状態に関係なく、電力
設定状態7に対応する1/1の電力パルス繰返し速
度を使う。この実施例では、これが次の様にして
行われる。即時オン・ラツチ36からの入力36
(a)(第18A図)は、このラツチがセツトされて
いる時に論理1であり、このラツチがリセツトさ
れている時に論理0である。即時オン・ラツチか
らの入力が、電力設定状態7に対応する復号器の
線7の反転出力とオアされる。この為、即時オ
ン・ラツチがセツトされているか、又は電力設定
状態7を使う時、何時でもゲート16(9)の出
力、従つてゲート16(5)の出力は論理1であ
る。 ラツチ及びタイマ 前に述べた様に、緩始動及び即時オン様式の開
始、持続時間及び終了は、ラツチ及びタイマを用
いて決められる。更に、電力オン・ラツチ24を
使つて、比較手段16の出力を貯蔵すると共に、
この出力をトリアツク3(第3図)のゲート端子
に結合する。 第18A図は、制御回路の内、この実施例の緩
始動ラツチ32、緩始動タイマ34、即時オン・
ラツチ36及び即時オン・タイマ38を含む部分
を示している。ラツチ32,36は、通し番号
SN7470の集積回路として市場で容易に入手し得
る普通のJ−K形フリツプフロツプである。 第14図、第16図及び第18A図に示すよう
に、ラツチ32のJ入力が試験手段30のゲート
30(8)の出力30(a)に結合される。ラツチ3
2のQ出力が線32(a)を介して、比較手段16の
ゲート16(8)の入力に結合される。このQ出
力はタイマ34にも結合される。 動作について説明すると、緩始動様式を実施す
る必要があることを試験手段30が決定すると、
試験手段30(第13図)のゲート30(8)の
出力に論理1が現われる。この時、ラツチ32の
Q出力は、タイミング信号TSS(第17図)をク
ロツク入力に受取つた時に、論理1に切換り、ラ
ツチ32のK入力を介して論理1信号が送りこま
れるまで、論理1にとゞまる。リセツトされた
時、ラツチ32の出力が論理0に切換り、この後
緩始動様式を必要とするまで、0にとゞまる。 タイマ34が、ラツチのセツト状態によつて付
能された時に、予定数のゼロ交差パルスを計数
し、自分と緩始動ラツチをリセツトすることによ
り、緩始動動作様式の持続時間を制御する。この
実施例では、約1秒の持続時間を必要とする。こ
の為、2つの4ビツト計数器34(1)及び34
(2)を縦続接続して8ビツト計数器として作用
されると共に、カウントの最上位ビツトに対応す
る出力34(3)を使つてラツチ32及び計数器
34(1)及び34(2)をリセツトする。128
番目のカウントで、線34(3)に論理1が現わ
れ、アンド・ゲート32(1)及び34(5)を
介して、タイミング信号TS5が発生した時、計
数器34(1)及び34(2)及びラツチ32を
リセツトする。ゼロ交差パルスの周波数は120Hz
である。従つて、パルス128個というカウントは、
満足し得る程度に所望の1秒の持続時間に近い。 タイマ34の計数器34(1)及び34(2)
がゼロ交差パルスを計数するのは、ラツチ32の
出力によつて付能される。この出力が論理アン
ド・ゲート34(4)により、ゼロ交差検出器1
0(第3図)の出力とアンドされる。この為、ラ
ツチ32がセツトされている時、ゼロ交差パルス
がゲート34(4)を介して計数器34(1)の
クロツク入力にゲートされ、ラツチ32がリセツ
トされている時は阻止される。 ラツチ32及びタイマ34の計数器34(1)
及び34(2)は、次のいずれかの事象が発生し
た時にリセツトされる。即ち、予定数のカウント
を計数した時、又はレジスタ18(2)(第14
図)にオフ信号が送込まれた時である。論理オ
ア・ゲート32(1)が試験手段30の出力30
(b)及び計数器34(2)の最上位ビツトを表わす
出力34(3)をラツチ32のK入力に結合す
る。この為、オフ設定状態が送込まれたことを表
わす出力30(b)の論理1か、又は129番目のカウ
ントが発生したことを表わす34(3)の論理1
により、ゲート32(1)の出力に論理1が発生
され、ラツチ32がリセツトされる。 ゲート32(1)の出力に論理1が出ると、タ
イミング信号TS5(第17図)と同期して、計
数器もリセツトされる。ゲート32(1)の出力
が、論理アンド・ゲート34(5)を介して、計
数器34(1)及び34(2)のリセツト入力に
結合される。ゲート34(5)が、ゲート32
(1)の出力をタイミング信号TS5とアンドす
る。ゲート34(5)の出力が論理1であると、
計数器34(1)及び34(2)がリセツトされ
る。 即時オン・ラツチ36(IOL)及び即時オン・
タイマ(IOT)38の動作は、今説明した緩始動
ラツチ及び緩始動タイマの動作と同様である。ラ
ツチ36が計数器34(2)の出力34(3)に
出る論理1によつてセツトされる。ラツチ36が
セツトされると、アンド・ゲート38(1)を介
してタイマの入力にゼロ交差パルスをゲートする
ことにより、タイマ38が付能される。予定数の
ゼロ交差パルスが12ビツト計数器として作用する
様に縦続接続された4ビツト計数器38(2)−
38(4)によつて計数される。この実施例で
は、8.5秒という即時オン様式の所望の持続時間
が、1024個のゼロ交差パルスのカウントによつて
近似される。1024カウント毎に、12ビツト計数器
の2番目の最上位ビツトが論理1に切換わる。こ
のビツトに対応する出力38(5)がオア・ゲー
ト36(1)を介してフリツプフロツプ36のK
入力に結合される。従つて、1024番目のカウント
が発生した時、即時オン・ラツチがリセツトされ
る。この時、ゲート38(1)は、IOLが再びセ
ツトされるまで、タイマからのそれ以上のパルス
入力を阻止する。ラツチ36は、一層低い電力設
定状態が選択されたことを表わす試験手段30
(第14図)の出力30(c)に現われる論理1によ
つてもリセツトされる。この論理1がオア・ゲー
ト36(1)を介してラツチ36のK入力に結合
される。タイマ38の計数器38(2)−38
(4)のリセツト動作は、ゲート36(1)の出
力を論理アンド・ゲート38(6)を介して、こ
の各々の計数器のリセツト入力に結合することに
よつて行われる。ゲート38(6)が、ゲート3
6(1)からの信号をタイミング信号TS5とア
ンドすることにより、計数器のリセツト動作をタ
イミング信号TS5と同期させる。 夫々タイマ34及び38に用いられる計数器3
4(1),34(2),38(2)−38(4)は、
第14図に示した主計数器14について説明した
計数器14(1)及び14(2)と同一である。 第18B図は電力オン・ラツチ24(POL)
を更に詳しく示している。このラツチ自体は、前
に緩始動及び即時オン・ラツチについて説明した
のと同一のJK形フリツプフロツプである。比較
手段16のゲート16(7)の出力16(a)(第1
6図)が、POL24のJ入力に直接的に結合さ
れると共に、論理インバータ24(1)を介して
K入力に結合される。タイミング信号TS6(第
17図)がクロツク入力に印加される。 動作について説明すると、比較手段16からの
論理1信号がラツチ24をセツトした時、ラツチ
のQ出力に論理1が現われ、ゲート28の1つの
入力に論理1が入る。この論理1が、アンド・ゲ
ート28の他方の入力に印加されるゼロ交差パル
スが次に発生した時、トリアツク駆動回路に送ら
れ、こうして電力信号のゼロ交差と同期して、ト
リアツク3を導電状態にトリガする。比較手段1
6の出力が論理0である時、J入力に論理0が現
われ、ラツチ24のK入力に論理1が現われ、ラ
ツチをリセツトする(Q出力を論理0にする)。
この為、アンド・ゲート28の一方の入力は論理
0になり、次のゼロ交差パルスが発生した時にト
リアツク駆動回路には信号が送られない。従つ
て、トリアツク3は次の制御期間の間非導電に
とゞまる。 以上説明した実施例は半サイクルの持続時間を
持つ制御期間を用いている。然し、当業者であれ
ば、全サイクルの制御期間も同じ様に使うことが
出来ることが理解されよう。その場合、印加され
る電力パルスは、半サイクルではなく、電力信号
の1サイクル全部である。半サイクルの制御期間
を使う場合の利点は、電力パルスの間の最大のオ
フ時間が63個の半サイクルによる様にして、有用
な範囲の調理温度が得られることである。全サイ
クルの制御期間を用いて、大体同じ範囲の調理温
度を達成する為には、電力サイクルの間のオフ時
間は、100%の設定状態を別にして、各々の電力
設定状態で、半サイクルの場合の2倍になる。こ
の為、全サイクルの制御期間を使つた時、電流サ
ージによつて回路部品に加わるストレスが幾分大
きくなる。更に、半サイクルを利用して緩始動様
式で動作している間、低温の加熱素子に印加され
る電力パルスの持続時間が、全サイクル方式の場
合の半分であるから、回路部品のストレスは一層
小さくなる。 以上説明した実施例で繰返し速度に半サイクル
方式を使つた場合の欠点は、最大の電力設定状態
の場合を別として、電力パルスが同じ極性にな
り、電源から直流電流成分が流れることである。
勿論、全サイクルの制御期間を使えば、この直流
成分がなくなる。 以上の説明から、当業者であれば、この発明の
この他の変更が考えられよう。この発明は、特定
の実施例に制限されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された範囲内で、あらゆる変更を包括
することを承知されたい。
−7に対し、加熱素子1に印加される電圧を表わ
す。波形Hは電力源の電圧を表わす。電力信号の
内、トリアツクが導電する半サイクルを以下電力
パルスと呼ぶが、これは実線で示されている。電
力信号の内、トリアツクが導電しない半サイクル
は破線で示されている。第2図の波形Iはゼロ交
差パルスを表わす。相次ぐゼロ交差パルスの間の
時間が制御期間と呼ばれる。 各電力設定状態において、相次ぐ電力パルスが
一定の時間間隔で発生されることが第2図から明
らかであろう。これは、パルスの間に相等しいオ
フ時間を設けたからである。これは、制御周期が
一定であつて、適当な数の相次ぐ電力パルスを印
加した後、適当な数のオフ・パルスを続けること
によつてオン時間の所望の百分率を達成する前掲
特許願のデユーテイ・サイクル制御方式と異なる
点である。前掲特許願の場合、相次ぐ電力オン・
パルスと制御周期中のパルスの数との比がデユー
テイ・サイクルである。 前に述べた様に、デユーテイ・サイクル制御方
式を用いる時、制御周期の持続時間が長くなる
と、デユーテイ・サイクルが低い時のオフ時間
は、その抵抗値が低くなつて、回路部品の信頼性
が脅かされる程過大な電流が流れる様な点まで、
素子が冷める位に長くなつてしまう。繰返し速度
制御方式では、各々の電力パルスの間にオフ時間
を均一に分配することにより、定常状態の電流サ
ージを最小限に抑えながら、大体同じ出力電力レ
ベルが得られる。こうして任意の2つの電力パル
スの間の最大のオフ時間が短くされる。この為、
加熱素子が冷却し、その結果パルスの合間に素子
の抵抗値が低下することが最小限になり、最終的
な効果として、どの電力設定状態でも定常状態の
電流サージが最小限に抑えられる。この為、パル
ス繰返し速度制御方式を使うことにより、デユー
テイ・サイクル及び繰返し速度が同じになる最大
(100%)及び最低の電力設定状態の場合を除き、
相当する出力電力レベルでは、定常状態の電流サ
ージがデユーテイ・サイクル制御方式の場合より
も減少する。 表及び第2図に示す様に、パルス繰返し速度
は1/64、即ち電力設定状態1(オフ以外の最低の
電力設定状態)の場合の電力信号の64個の半サイ
クルあたり電力パルス1個というパルス繰返し速
度から、1/1の速度、即ち設定状態7(最大の電力
設定状態)の時の半サイクル毎に電力パルス1個
という速度まで変化する。1例として、電力設定
状態3を選択すると、加熱素子1に1/16の繰返し
速度に対応して、第2図の電圧信号Cが印加され
る。 種々の繰返し速度を実施する時、制御装置4は
電力信号の各々の半サイクル即ち制御期間の間、
次の制御期間の間に加熱素子に電力パルスを印加
するかしないかの決定を下す。電力パルスを印加
するという決定は、次の期間の初めに、トリアツ
ク3のゲート3(3)にトリガ・パルスを印加す
ることによつて実施される。決定が次の制御期間
の間に電力パルスを印加しないことである時、ト
リアツク3はトリガされず、この制御期間の間非
導電である。 トリアツク3の切換えは、普通の様に電力信号
のゼロ交差と同期していて、トリアツクの信頼性
を高めると共に、切換えの過渡現象によつて電磁
干渉が生ずるのを最小限に抑えている。 作用の説明 この発明では、制御装置4は次の作用をしなけ
ればならない。新しい電力設定状態の入力につい
てキーボードを走査し、新たに送込まれた電力設
定状態の選択を確認して貯蔵し、3つの動作様
式、即ち定常状態、緩始動及び即時オンのどれを
実施するかを決定し、適正な速度でトリアツク・
トリガ・パルスを発生する。第3図の機能的なブ
ロツク図は、こういう作用を行う為に、この発明
で提供する制御装置を示す。 制御装置の動作は、ゼロ交差検出器10によつ
て発生されたゼロ交差パルスにより、電力信号の
ゼロ交差と同期させる。検出器10が電力信号を
監視し、電力信号のゼロ交差を検出する度に、ゼ
ロ交差パルスを発生する。このパルスが第2図の
に示されている。図示の様に、制御期間は、2
つのゼロ交差パルスの前縁の間の期間である。制
御論理回路は各々の制御期間に1回完全に動作す
る。この制御時間の間、次の制御期間で実施する
為のトリアツクのトリガの決定が下される。検出
器10によつて発生されたゼロ交差パルスが制御
期間を開始する。 各々の制御期間が開始されると、新たに送込ま
れた電力設定状態の選択があるかどうか、キーボ
ード5を走査する。走査過程の間、キーボード5
の各々のキーを個別に走査する。特定のキーが作
動されたことが検出されると、そのキーに関連し
た電力設定状態に対応するデイジタル制御信号が
信号発生器20によつて発生され、記憶装置18
に送られる。記憶装置18は一時貯蔵部位KB
(図に示してない)及び永久貯蔵部位PM(図に示
してない)を持ち、制御信号データを貯蔵する。
発生器20から新たに送込まれたデイジタル制御
信号が、最初は一時貯蔵部位KBに貯蔵される。
これから説明する様にして試験手段30がこの信
号を試験した後、KBに貯蔵されている信号を記
憶装置18の永久貯蔵部位PMに転送し、この後
で選択された電力設定状態を表わす制御信号と置
き換えられるまで、不定期間の間保持される。
PM及びKBは、以下の説明で、記憶装置の部位
並びに普通の様にこういう部位に貯蔵される信号
を指すものとして互換性をもつて使う。この場
合、意味は内容から明らかであろう。 試験手段30がKBに貯蔵されている入力を監
視して、入力が空白、即ち新しい入力なし、オフ
設定状態、オン設定状態又は設定状態1−7の内
の1つのどれを表わすかを決定する。空白が確認
されると、永久貯蔵部位PMの内容は変わらず、
前にPMに貯蔵されている設定状態に従つて制御
作用が進められる。試験手段30によつて新しい
入力がオフ設定状態であると確認されると、その
信号がPMに読込まれ、前に入つている設定状態
の代りに置き換えられる。 オン設定状態又は設定状態1−7の内の1つが
確認されると、PMの内容に対して付加的な試験
が行われてから、KBの内容をPMに読込む様に
し、適正な選択順序が用いられる様に保証すると
共に、過渡的な様式を開始又は終了しなければな
らないかどうかを判定する。新しい設定状態が電
力設定状態1−7の内の1つを表わす時、PMM
がオフ信号かどうか試験される。オペレータは、
オフ設定状態から切換える時、或る電力設定状態
を選択する前にオン設定状態を選択することが要
求されるから、PMがオフ信号を持つている時、
設定状態1−7の内の1つを表わす新しい設定状
態は無視される。後で緩始動及び即時オン様式に
ついて、付加的な過渡的な様式の試験を説明す
る。 ゼロ交差主計数器14は、検出器10からの予
定数のゼロ交差パルスを反復的に計数してリセツ
トされる様に構成された計数器である。理由は後
で明らかになるが、この予定数のカウントは、最
低の所望の電力パルス繰返し速度の周期に等しく
なければならない。好ましい実施例では、この速
度が64個の制御期間あたり電力パルス1個であ
る。周期は64個のパルス又は制御期間である。こ
の為、計数器14が64個のゼロ交差パルスを反復
的に計数する。計数器14の現在のカウントを表
わす瞬時的な内容がZCMと呼ばれる。 定常状態の動作の間、カウントZCMの或るビ
ツトをPMにある信号と比較手段16で比較す
る。比較手段16の出力は、比較結果に応じて、
電力オン・ラツチ(POL)24をセツト又はリ
セツトする。この結果生じたPOL24のセツト
又はリセツト状態が、電力パルスを印加する又は
印加しないという決定を表わす。この決定は、次
のゼロ交差パルスが発生した時、論理アンド・ゲ
ート28によつて有効とされる。このゲートが
POL24の出力をゼロ交差検出器10の出力と
アンドする。アンド・ゲート28の出力が普通の
トリアツク駆動回路26を介して、トリアツク3
のゲート端子3(3)に結合される。POL24
の状態が、アンド・ゲート28を介してトリアツ
ク駆動回路にトルガ・パルスがゲートされるかど
うかを決定する。POLがセツトされると、ゼロ
交差パルスが発生したことにより、実際にトリ
ガ・パルスがゲート28を介してトリアツク駆動
回路26の入力に送られ、そこでトリアツクのゲ
ートに印加されて、トリアツクを導電状態にトリ
ガする。トリアツクの性質として、一旦トリガさ
れると、ゲート・トリガがなくても、その主端子
の極性が反転するまで、導電状態にとゞまる。従
つて、制御期間の初めに一旦トリガ・パルスが印
加されると、トリアツクはその期間の残りの間、
導電状態にとゞまる。POLがセツトされていな
い時、次のゼロ交差パルスが発生された時に、ゲ
ート28を介してパルスがゲートされない。この
為、トリアツクのゲートにはトリガ・パルスが印
加されず、その制御期間の間、トリアツク3は非
導電である。こうして加熱素子に電力パルスを印
加する又は印加しないという決定が、或る制御期
間の間に下され、次の制御期間の初めに実施例さ
れる。 所望の範囲の調理温度が得られる様に普通の加
熱素子を制御する為、電力オン時間及び出力エネ
ルギの間の直線的な関係に従つて、適正な範囲の
電力パルス繰返し速度の選択が行われる。然し、
MoSi2、タングステン又は同様な材料で作られた
加熱素子では、この種の加熱素子に特有な、電力
オン時間と加熱素子の出力エネルギの間の非直線
的な関係を適切に補償する様な範囲の繰返し速度
が必要である。この非直線的な関係は、こういう
加熱素子の熱的な応答が速い結果である。低い繰
返し速度では、加熱素子は電力オン・サイクルの
合間に冷める傾向がある。加熱素子の温度低下に
伴つて抵抗値が減少すると、加熱素子は導電サイ
クルあたり一層多くの電流を取込む。表に示し
た繰返し速度は、この様な加熱素子に対し、満足
し得る範囲の調理温度をカバーする様な出力電力
が発生することが経験的に判つた。 表に挙げたパルス繰返し速度は、電力設定状
態1−7に対して、6−0のnを用いて、1/2n
と表わすことが出来る。例えば、電力設定状態1
ではn=6である。n=6である時、1/2n=1/
26=1/64であり、これが電力設定状態1に対する
所望の繰返し速度である。同様に、電力設定状態
3では、n=4であり、1/2n=1/24=1/16であ
り、これが設定状態3に対する所望のパルス繰返
し速度である。 表の繰返し速度を実現する時、最初のn個の
最下位ビツトの同じ状態が2n個のカウント毎に繰
返されるという2進計数器の特性を利用する。例
えば、カウントの少なくとも最初の3つの最下位
ビツトは23即ち8カウント毎に0であり、少なく
とも最初の4つの最下位ビツトは24即ち16カウン
ト毎に0になるという様になる。比較手段16
が、計数器14のカウントZCNの最初のn個の
最下位ビツトに対して論理的な比較を行うことに
より、電力パルス繰返し速度を決める。nの値
は、表に示す様に選択された電力設定状態を表
わす制御信号によつて決定される。 最初のn個の最下位ビツトがいずれも論理0状
態にあることが判つた時、比較手段はトリガ信号
を発生し、これらのビツトが全部は論理0でない
時、トリガ信号を発生しない。例えば、電力設定
状態4では、1/23即ち1/8の繰返し速度が必要で
あり、n=3であるが、制御信号は比較手段に最
初の3個の最下位ビツトを試験する様に指示す
る。この為、少なくとも最初の3個の最下位ビツ
トが0であるカウントが発生する度に、トリガ・
パルスが発生する。こういうことは8カウント毎
に1回起る。計数器14がゼロ交差パルスを計数
するから、この例の比較手段は、8個の制御期間
毎に1回、トリガ・パルスを発生する。 これ迄、定常状態の動作を機能的に説明して来
た。次に緩始動及び即時オン様式の作用を説明す
る。 緩始動及び即時オンと呼ぶ過渡的な様式は、試
験手段30によつて開始される。前に述べた様
に、これらの過渡的な様式は、電力設定状態がオ
フから他の或る電力設定状態に変えられた時に用
いられる。オペレータは、オフ設定状態から他の
何等かの電力設定状態に変える時、オン状態を選
択し、その後で電力設定状態1−7の内の所望の
1つを選択しなければならないことに注意された
い。この為、オン設定状態は、オフから他の或る
設定状態に変える時にだけ選択される。緩始動様
式を実施する時、この順序を利用する。 前に述べた様に、試験手段30がKBに一時的
に貯蔵された新しい走査結果を監視する。KBで
オン設定状態が検出されると、試験手段30が
PMに貯蔵されている信号を試験して、現在用い
られている制御信号がオフ設定状態を表わしてい
るかどうかを判定し、設定状態がオフから他の或
る状態に変えられたかどうかを判定する。PMに
貯蔵されている信号がオフ設定状態を表わしてお
らず、設定状態がオフ設定状態から変わつたもの
ではないことを示す場合、オン入力を無視し、
PMの内容はそのまゝである。PMがオフ設定状
態を表わす信号を持つている場合、緩始動様式を
実施する最初の工程は、KBに貯蔵されているオ
ン信号をPMに読込むことである。2番目の工程
は、設定状態1−7の内の選択された1つを表わ
す信号がKBに送込まれた時に行われる。試験手
段30は、設定状態1−7の内の1つを表わす信
号を検出した時、PMの内容が、オン信号を表わ
す信号かどうかを試験する。オン信号が検出され
ると、試験手段30は緩始動ラツチ(SSL)32
にセツト信号を送り、こうして緩始動様式の開始
を完了する。次にKBの内容がPMに読込まれる。
この時比較手段16が、緩始動様式を特徴づける
予定の逐次的なパターンでPOL24をセツト並
びにリセツトする。 好ましい実施例では、このパターンは電力設定
状態5に対する符号と同一である。この為、緩始
動様式の間、電力パルス繰返し速度は電力設定状
態5に関連する速度である。即ち、4つの制御期
間毎に電力パルス1個である。この電力パルス繰
返し速度は、低温のMoSi2又はタングステン形加
熱素子に印加しても、典型的な家庭用電力回路の
電流サージ容量を越えることがないと考えてよい
最適の速度であることが経験的に判つた。この最
適の速度を使うと、加熱素子をその定常状態の抵
抗値に急速に達するようにすることが出来る。勿
論、この速度は電力回路の過電流保護手段の限界
閾値並びに電気回路部品の電流定格によつて変わ
る。 緩始動タイマ(SST)34がSSL32がセツト
されたことによつて付能される。SST34が、
ゼロ交差検出器10からの予定数のゼロ交差パル
スを計数することにより、緩始動動作様式の持続
時間を制御する。好ましい実施例では、前述の繰
返し速度と共に、約1秒の緩始動時間を使う。こ
の予定のカウントに達すると、SST34が出力
信号を発生してリセツトされる。この信号がSSL
32をリセツトすることにより、緩始動様式が終
了し、それと共に即時オン・ラツチ(IOL)36
がセツトされ、即時オン様式を開始する。 IOL36は、セツトされた時、比較手段16
が、選択された実際の電力設定状態に無関係に、
最大の電力設定状態を実施することが出来る様に
する。IOL36は即時オン・タイマ(IOT)38
をも付能する。IOT38は、予定数のゼロ交差パ
ルスを計数してリセツトされることにより、即時
オン様式の持続時間を決定する。この即時オン期
間が、好ましい実施例では選定された最大速度で
約8.5秒に選ばれている。IOT38がリセツトさ
れると、IOTがリセツト信号を出力し、それが
IOL36をリセツトし、こうして即時オン様式を
終らせる。この後、前に述べた様に、定常状態動
作様式が進行する。 前に述べた様に、即時オン様式は、即時オン動
作様式の進行中に、高い方の電力設定状態から低
い方の電力設定状態への変化が起つた場合、終了
させるべきである。試験手段30が次の様にこの
作用を行う。即時オン様式で動作している間に、
設定状態1−7の内の1つを表わす信号がKBで
検出され、設定状態1−7の内の或るものから別
のものへの電力設定状態の変化を表わす場合、
KBとPMの内容の間で大きさの比較が行われる。
KBにある信号の大きさがPMにあるものより小
さく、新しい設定状態が前の設定状態より低い場
合、試験手段30は即時オンラツチ36に対する
リセツト信号を発生し、こうして即時オン動作様
式を終らせる。KBにある信号がPMに読込まれ、
新たに入力された電力設定状態を実現する定常状
態動作が進められる。 装置の動作を例によつて説明する為、最後に送
込んだ電力設定状態がオフ設定状態であり、加熱
素子を電力設定状態6で動作させると仮定する。
オペレータがオフ・ボタンを最初に作動し、次に
キーボード5のボタン6を作動する。オン・ボタ
ンが作動されたことにより、信号発生器20が、
オン設定状態を表わすデイジタル符号信号を発生
する。この信号が記憶装置18の一時貯蔵部位
KBに貯蔵される。試験手段30が記憶装置18
にこの様に送込まれたことに応答して、PMがオ
フ設定状態を表わす信号を持つているかどうかを
試験する。前に送込まれていたのがオフ設定状態
であるから、オン信号がPMに転送される。ボタ
ン6が作動されたことにより、信号発生器20
が、電力レベル6を表わす信号を記憶装置の部位
KBに伝達する。試験手段30は、部位KBに電
力設定状態1−7の内の1つを表わす信号が存在
すると共に、PMにオン信号が存在することを検
出すると、緩始動ラツチ32をセツトする。比較
手段16がそれに応答して、表の電力設定状態
5を実施し、1/4の緩始動様式の所望の電力パル
ス繰返し速度にする。比較手段16は約1秒の
間、引続いてこの様に動作し、その後SST34
の時間が切れ、SSL32がリセツトされ、IOL3
6がセツトされることにより緩始動様式が終了
し、即時オン様式が開始される。IOL36がセツ
トされたことにより、IOT38が付能され、比較
手段16が電力設定状態7を実現する。 電力パルス速度は、即時オン様式の持続時間の
間、電力設定状態7に対応する1/1になる。約8.5
秒の後、IOT38の時間が切れ、IOL36をリセ
ツトする。こうして即時オン様式が終了し、定常
状態の動作が続けられる。定常状態様式では、比
較手段16の出力が、電力設定状態6に対応する
1/2のパルス繰返し速度を実現する。 上に述べた例で、即時オン様式の間に後から電
力設定状態4を送込んだとすると、試験手段30
がこの新しい入力に応答して、KBの信号をPM
の信号と比較する。この比較により、KBの信号
がPMにある信号より小さいことが判る。この
時、試験手段30はKBの信号をPMに転送し、
IOL36及びIOT38の両方をリセツトし、こう
して即時オン様式を終了し、定常状態様式が始ま
る。 マイクロプロセツサ形の実施例 第4図は硝子セラミツク製の調理頂部を持つと
共にMoSi2形加熱素子を用いたホツトプレートに
対する制御回路の好ましい実施例を概略的に示し
ており、この実施例ではTMS1000シリーズ・マ
イクロプロセツサ又はチツプによつて電子的に電
力制御が行われる。TMS1000シリーズ・チツプ
はテキサス・インスツルメンツ・インコーポレー
テツド社並びにその他の会社から市場で入手し得
る。このチツプの技術的な詳細は、1975年12月に
出版されたテキサス・インスツルメンツ社の刊行
物「TMS1000シリーズ・データ・マニユアル」
に記載されている。 第4図で、チツプ40はTMS1000シリーズ・
マイクロプロセツサ・チツプであり、この発明の
制御方式を実現する様にその読出専用記憶装置
(ROM)を永久的に構成することにより、註文
製になつている。 キーボード5は9個のキーを持つ1列から成る
容量形接触配列である。キーはオペレータが、オ
ン及びオフの他に、電力レベル1−7を選択する
ことが出来る様にしている。キーボード5は周知
の普通の容量性接触キーボードと同様に作用し、
こゝでは、制御装置に対する入力をどの様に発生
するかを説明するのに必要なことだけを説明す
る。キーボード5の各々のキーが1つの上側パツ
ド及び2つの下側パツド(図に示してない)を持
つている。誘電体材料が上側及び下側パツドを隔
て、直列の2つのコンデンサを実効的に構成して
いる。上側パツドが2つの下側極板の各各に対す
る共通の極板になる。各々のキーで、一方の下側
パツドが共通の入力線に接続される。他方の下側
パツドは、それ自身の出力線に接続される。この
為、キーボードは全てのキーが共有する1つの入
力線と、各キーに対して1つずつ設けられた9本
の出力線とを有する。キーボードが入力線に走査
電圧を周期的に印加することによつて走査され
る。この電圧がが略そのまゝ、接触しなかつた全
てのキーの出力線に伝達される。接触したキーの
出力は、オペレータが上側パツドと接触したこと
によつて、静電容量が増えた為に減衰する。 第4図の回路では、入力又は走査パルスがチツ
プ40の出力R0に逐次的に発生される。これの
パルスはR0からキーボード駆動回路46の入力
に伝達される。駆動回路46は、R0からのパル
スを増幅するのに使われる普通の駆動回路であ
る。増幅されたパルスが駆動回路46によつて、
キーボード5の入力線に送られる。こうして、キ
ーボード5が、チツプ40のROMによつて決定
された速度で、周期的に、新しい入力があるかど
うか、即ち作動されたキーがあるかどうかについ
て走査される。 キーボード5の出力が簡単な限流抵抗回路48
及び容量性インターフエイス回路50を介してチ
ツプ40に結合される。抵抗回路48はキーボー
ドの各々の出力線と直列に、10キロオーム程度の
大きな限流抵抗を入れるだけである。容量性イン
ターフエイス回路50は、キーボードの出力に優
先順位をつけ、キーボードの出力をチツプ40が
読取り得るデイジタル形に符号化し、チツプ40
に対するこの入力をゼロ交差検出器10からのゼ
ロ交差パルスと多重化して、チツプ40の制御作
用が交流電力線路電圧のゼロ交差と同期出来る様
にするという幾通りもの作用をする。 この実施例では、容量性インターフエイス回路
50はTMS1976シリーズ集積回路であり、これ
は、テキサス・インスツルメンツ・インコーポレ
ーテツド社から容易に入手し帰る。この回路の細
部はこの発明にとつて重要ではないから、その動
作はこの発明を理解するのに必要な程度にとどめ
る。容量性接触キーボードとのインターフエイス
接続作用に於けるこの回路の動作について更に詳
しいことは、1977年にテキサス・インスツルメン
ツ・インコーポレーテツドから出版された
「TMS1976容量性接触キーボード・インターフエ
イス・マニユアル」を参照されたい。 インターフエイス回路50は9個の容量性入力
C1−C9を持ち、これが9個の内部バツフア
(図に示してない)に内部結合されている。各々
の入力は非常に大きな抵抗を介して高い入力電圧
レベルにバイアスされている。内部バツフアは、
外部で発生された基準電圧からの負の変化を検出
する様に設計されている。各々の入力バツフアが
そのC入力の入力電圧が基準電圧よりも負である
時、関連した内部ラツチ(図に示してない)に対
するセツト指令を供給する。これらのラツチの出
力が内部で符号化器(図に示してない)に送ら
れ、この符号化器が優先順位をつけること並びに
符号化の作用を行う。最高の優先順位を持つ入力
を受取ると、それは4ビツトのBCDワードに符
号化され、内部の多重化器に送られる。 インターフエイス回路50の多重化器部分が入
力ISRによつて制御される。ISRが低である時、
BCDワードが出力Y1−Y4に転送される。入
力ISRが高レベルであると、C入力線に応答して
全ての内部ラツチが無条件にリセツトされ、入力
ISRが低レベルに復帰するまで、このリセツト状
態が保たれる。全てのラツチがリセツトされる
と、ラツチから発生される信号はどのキーも押さ
れなかつた場合と同じである。更に、ISRが高で
ある時、入力信号Fが出力Y1に現われる。C入
力又はF入力のいずれかを選択するという線ISR
のこの作用により、これらの入力をチツプ40に
対して多重化することが出来る。この多重化作用
の制御はチツプの出力ポートR0によつて行われ
る。このポートがインターフエイス回路50の入
力ISRに電気結合されている。 チツプ40はキーボード5からの走査出力を表
わす、インターフエイス回路50からのBCD符
号の4ビツト信号を入力K1,K2,K4及びK
8に受取る。これらの入力がインターフエイス回
路50の出力Y1−Y4に夫々電気結合されてい
る。前に述べた様に、入力K1はチツプ40をイ
ンターフエイス回路50の入力Fを介してゼロ交
差検出器10にも結合する。 チツプ40の出力がO0−O7、R0及びR4
から送出される。出力O0−O7は、普通の7セ
グメント形LED表示装置8に対する表示情報を
供給する。出力R0は、前に述べた様に、キーボ
ード駆動回路46の入力及びインターフエイス回
路50の入力ISRに結合される。更に、出力R0
が、表示装置44を付能する普通の表示デイジツ
ト駆動回路42の入力に結合される。出力R4が
チツプ40を普通のトリアツク駆動回路26を介
して、電力制御用トリアツク3のゲート端子と結
合する。トリアツク駆動回路26がR4からの出
力を増幅し、チツプ40を電力線路から隔離す
る。 前に述べた様に、チツプ40は註文により、チ
ツプ40のROMを予定の一組の命令を持つ様に
永久的に構成することにより、この発明の制御作
用を行う様に構成されている。第5図乃至第11
図は、キーボード5からインターフエイス回路5
0を介して入力データを求め、貯蔵し且つ処理す
ると共に、選択された電力設定状態に必要な電力
パルス繰返し速度が得られる様にトリアツク3を
トリガする為の制御信号を発生する為に、マイク
ロプロセツサで実施されるこの発明ルーチンを示
すフローチヤートである。これらのチヤートか
ら、プログラミングの当業者であれば、この発明
の制御作用をチツプ40が行うことが出来る様に
する為に、マイクロプロセツサのROMに永久的
に貯蔵される一組の命令を作成することが出来よ
う。 制御プログラム 制御プログラムは、第5図度乃至第11図のフ
ローチヤートに例示した一連のルーチンで構成さ
れる。電力オン・ルーチンを別にして各ルーチン
が各々の制御期間に1回作用する。プログラムの
最初のパスは、装置と電源のコンセントとのプラ
グ接続の様に、装置に電源を印加することによつ
て開始される。選択された電力設定状態に関係な
く、装置のプラグを差込んでいる間、制御回路が
絶えず付勢されていることに注意されたい。電力
出力ルーチンに入つた時、プログラムな一旦休止
して、電圧信号の次のゼロ交差が発生するのを待
つ。ゼロ交差信号を検出すると、トリアツクのト
リガの決定が、出力ラツチR4をセツト又はリセ
ツトすることにより、トリアツク駆動回路に連結
され、プログラムは走査ルーチンに戻つて、プロ
グラムの次のサイクルを開始する。 次にフローチヤートについて各ルーチンを説明
する。 電力オン・ルーチン、第5図 このルーチンは、レンジのプラグを接続した
時、又は停電の後電源が再び働いた時等の様に、
初めて電力が印加された時、全ての内部のタイ
マ、ラツチ及びレジスタをリセツトする。このル
ーチンに入るのは、動作を開始する時又は停電の
後に電力が回復した時だけである。 走査ルーチン、第6図 このルーチンは、各々の制御期間の始めに電力
出力ルーチンから入るのが普通であるが、容量性
インターフエイス回路からのデータの入力を制御
すると共に、使われる電力設定状態を表示する為
に、表示素子44に表示データを出力することを
も制御する。 インターフエイス回路50からのデータの入力
は、次の一連の動作によつて行われる。最初に出
力ラツチR0を高に切換えることにより、キーボ
ード走査がリセツトされる(ブロツク100)。これ
によつてインターフエイス回路50の内部入力バ
ツフアがリセツトされる。次に出力ラツチR0を
低に切換えて、キーボード走査を設定する(ブロ
ツク104)。これによつて、符号化されたC入力デ
ータをインターフエイス50のY1−Y4出力へ転
送することが出来る。最後に、これらの線からの
新しいデータが読込まれ(ブロツク106)、一時記
憶装置KBに貯蔵される(ブロツク107)。キーボ
ードからの入力データの検索が完了すると、プロ
グラムは入力データ・ルーチンにブランチする。
このルーチンでは、現在永久記憶装置PMに貯蔵
されている電力設定状態を表わす表示データが表
示出力O0−O7に転送される(ブロツク102)。 入力データ・ルーチン、第7図 このルーチンは、走査ルーチンで得られた新し
く送込まれ且つKBに一時的に貯蔵されたデータ
が空白、即ちキーボードの入力なし、オフ設定状
態、オン設定状態又は設定状態1−7の内の1つ
のいずれを表わすかを決定する。 新しいデータが空白を表わす場合(ブロツク
110)、永久貯蔵レジスタPMは、現在使われてい
る制御信号を持つているが、そのまゝであつて、
プログラムは電力制御ルーチン(第9図)にブラ
ンチする。 KBにある新しいデータがオフ設定状態を表わ
す場合(ブロツク112)、このデータがPMに読込
まれ(ブロツク114)、緩始動及び即時オン・ラツ
チ及びタイマがリセツトされ(ブロツク115)、プ
ログラムは電力制御ルーチン(第9図)にブラン
チする。 新しいデータがオン設定状態を表わす場合(ブ
ロツク116)、緩始動様式を実施する必要があるか
どうかを判定する為に、付加的な試験が行われ
る。PMに貯蔵されている制御信号を試験し(ブ
ロツク118)、前に貯蔵されていた設定状態がオフ
設定状態であるかどうかを判定する。そうであれ
ば、KBに貯蔵されている新たに送込まれたオン
設定状態がPMに読込まれる(ブロツク120)。そ
うでなければ、PMの内容はそのままであり、プ
ログラムは電力制御ルーチン(第9図)にブラン
チする。後の場合は、設定状態がオンからオンに
変わつたこと又は設定状態1−7の内の1つから
オンになつたことを示しており、この場合新しい
オン設定状態は無視される。 新しいデータが空白でも、オフでも、オンでも
ない(ブロツク116のノーの答えによつて表わさ
れる)場合、それは設定状態1−7の内の1つを
表わしている筈である。この場合、PMに貯蔵さ
れている信号を試験して、前に送込まれた設定状
態がオフ設定状態であるかどうかを判定すること
が必要である(ブロツク117)。イエスであれば、
PMの内容はそのまゝであり、プログラムは電力
制御ルーチン(第9図)にブランチする。この場
合は、最初にオン設定状態を選択せずに、オフか
ら電力設定状態1−7の内の1つへ変えようとし
た場合に示す。この様な場合、新しい電力設定状
態は無視される。ブロツク117のノーの答えによ
り、前の設定状態がオンであるか又は電力設定状
態1−7の内の1つであつたことが判り、この場
合、プログラムは比較ルーチン(第8図)にブラ
ンチする。 比較ルーチン、第8図 このルーチンに入るのは、新しい入力が電力設
定状態1−7の内の1つを表わす時だけである。
このルーチンの主な作用は、緩始動様式を開始
し、適切な場合、即時オン様式を終了することで
ある。この作用が次の様に行われる。ブロツク
122でオン設定状態になつているかどうかPMを
試験する。PMがオン設定状態を持つていて、電
力設定状態がオンから電力設定状態1−7の内の
1つに変わつたことを表わす場合、緩始動ラツチ
SSLをセツトする(ブロツク124)。新たに送込ま
れた電力設定状態がKBに一時的に貯蔵されてい
るが、これをPMに転送し(ブロツク125)、プロ
グラムは電力制御ルーチンにブランチする。 PMがオン設定状態以外の設定状態を持つこと
が判つた場合、これは電力設定状態1−7の内の
或るものから別のものへの変化を示すが、新に送
込まれた設定状態が現在使われている設定状態よ
り低いかどうかを判断することが必要である。前
に述べた様に、この発明の制御方式の1つの特徴
は、即時オン様式で動作している間、前の設定状
態より小さい様な、新しい電力設定状態が送込ま
れた場合、即時オン様式を直ちに終了させること
である。表に示す様に、電力設定状態1−7は
設定状態を表わすBCD符号によつて表わされる。
この為、PM及びKBに貯蔵されている信号の大
きさの比較が行われる(ブロツク126)。KBの符
号化信号がPMにあるものより小さければ、新し
い設定状態の方が低く、即時オン・ラツチ及び即
時オン・タイマがリセツトされる(ブロツク128
及び129)。KBに貯蔵されている信号がPMにあ
るものより小さくなければ、即時オン・ラツチ及
びタイマは変わらない。いずれの場合も、最初
KBに貯蔵された、新しく送込まれた信号が、そ
の後でPMに読込まれる(ブロツク125)。その後
プログラムは電力制御ルーチン(第9図)にブラ
ンチする。 電力制御ルーチン、第9図 電力制御ルーチンの主な作用は、各々の制御周
期に主計数器を増数すると共に、適切な場合、緩
始動及び即時オン・ルーチンを実施することであ
る。リング計数器として作用し、反復的に0から
63まで計数する主計数器を増数した後(ブロツク
150)、緩始動ラツチを試験する(ブロツク152)。
このラツチがセツトされていて、緩始動様式で動
作していることを示す場合、緩始動タイマを増数
し(ブロツク154)、緩始動様式の持続時間を制限
する為に、タイマの内容を時間切れと記した基準
定数に対して試験する(ブロツク156)。1秒の持
続時間の場合、時間切れは15に設定される。タイ
マの内容がこの値を越えた時、緩始動ラツチ(ブ
ロツク157)及びタイマ(ブロツク158)をリセツ
トし、即時オン・ラツチをセツトする(ブロツク
159)。後で説明する即時オン様式を実施する為に
使われるレジスタであるレジスタMKB並びに
PMの内容をこの点で交換し、(ブロツク155)、
IOLがセツトされた時に入る電力比較ルーチン
(第10B図)のブロツク147の埋合せをする。そ
の後、プログラムは電力比較ルーチンのブロツク
141にブランチし、PMに貯蔵されている実際の
電力設定状態に無関係に、緩始動の繰返し速度を
実現する。 緩始動ラツチがセツトされていない時、即時オ
ン・ラツチ(IOL)を試験する(ブロツク160)。
このラツチがセツトされていて、即時オン様式で
動作していることを表わす時、レジスタMKBを
最高の電力設定状態の符号、即ちこの実施例で
は、設定状態7に対するBCD符号に等しく設定
する(ブロツク161)。次に即時オン・タイマを1
カウントだけ増数し(ブロツク162)、試験して
(ブロツク163)カウントが予定の最大値を越えた
かどうかを判断する。越えていなければ、MKB
及びPMの内容を交換し(ブロツク164)、PMが
実際の電力設定状態ではなく、電力レベル7に対
応する信号を持つ様にし、こうして実際の電力設
定状態に無関係に、即時オン様式に関連した電力
パルス繰返し速度を実現する。即時オン・タイマ
が最大カウント(MAXTIME)を越えた場合、
即時オン・ラツチ及びタイマをリセツトすること
により、即時オン様式を終了させる(ブロツク
165及び166)。持続時間が8.5秒の場合、
MAXTIMEは128に設定される。いずれにせよ、
この後プログラムは電力比較ルーチンにブランチ
する。 電力比較ルーチン、第10A図及び第10B図 このルーチンはPM及びZCMを比較して、所要
のパルス繰返し速度を正しく実現する為に、次の
ゼロ交差の時、出力ラツチR4(第4図)をセツ
トして、トリアツク3を導電状態にトリガする
か、或いはリセツトして、トリアツク3をオフに
するかを決定する。前に述べた比較作用が、この
実施例では次の様に行われる。最初にPMがPM
=7であつて、電力設定状態7が選択されている
ことを表わすかどうか試験する(ブロツク130)。
イエスであれば、電力オン・ラツチ(POL)を
セツトし(第10B図のブロツク138)、それ以上
の比較は必要としない。これはトリアツクが制御
期間毎にトリガされるからである。ノーであれ
ば、ZCMの最初の最下位ビツト(LSB)が0か
どうか試験する(ブロツク140)。0でなければ、
それ以上の比較は必要ではなく、POLをリセツ
トする(第10B図のブロツク139)。このビツト
が0であれば、PMが、電力設定状態6の選択を
表わす6であるかどうか試験する(ブロツク
131)。PM=6であれば、POLをセツトする。最
初の最下位ビツトは1つおきのカウントで0であ
る。この為、1つおきのカウントにブロツク140
に入る。この為、電力レベル6が選択された時、
トリガの決定は1つおきのカウントで行われ、所
望の1/2の電力パルス繰返し速度が得られる。
PMが6に等しくない場合、ZCMの2番目の最下
位ビツトが0かどうか試験する(ブロツク141)。
この決定ブロツクに来るのは、最初の最下位ビツ
トが既に0であることが判つている時であるか
ら、その結果は、事実上、1番目及び2番目の最
下位ビツトが両方共0であるかどうかを判断する
ことになる。この為、このブロツクからは、両方
のビツトが0であるというイエスの出力が4カウ
ント毎に1回発生する。答えがイエスであり、電
力レベル5が選択されている(ブロツク132)か、
或いは緩始動ラツチSSLがセツトされ(ブロツク
127)、緩始動様式で動作していることを表わす場
合、POLがセツトされ、こうして1/4の所望の電
力パルス速度が得られる。緩始動ラツチがセツト
されている時、プログラムは電力制御ルーチンか
らブロツク141に直接的にブランチし、こうして
ブロツク130、131を通過することに注意された
い。両方のビツトが0であるが、SSLもセツトさ
れていないし、電力レベル5が選択されてもいな
い時、ZCMの3番目の最下位ビツトが0かどう
かを試験した後、0であると判れば、PM=4か
どうかの試験(ブロツク133)を行う。この3番
目の最下位ビツトが0でないと判つた場合、PM
=4かどうかの試験はしない。このパターンは、
0であることが判つているZCMの適正な数の最
下位ビツトとPMにある電力設定状態とが合うま
で続けられ、その結果トリガの決定が下される
か、即ち内部ラツチでPOLがセツトされるか、
或いは一致せず、トリガなしの決定、即ちPOL
のリセツトが行われる。POLの状態が後で説明
する様に電力出力ルーチンで使われる。 比較試験とPOLのセツト又はリセツト動作を
完了した後、即時オン・ラツチを試験する(ブロ
ツク146)。このラツチがセツトされていれば、
MKB及びPMの内容を再び交換して(ブロツク
147)、選択された実際の電力設定状態に対応し
て、電力制御ルーチンで即時オン様式を実現する
為に用いられる交換の前に、PMをもとの値に復
帰させることが必要である。 この後プログラムは電力出力ルーチンにブラン
チする。 電力出力ルーチン、第11図 このルーチンの作用は、トリアツクのトリガ動
作を電力信号のゼロ交差と同期させることであ
る。このルーチンに入る時、トリアツクのゲート
端子に結合された出力ラツチR4(第4図)はリ
セツトされる(ブロツク170)。ラツチR0は高に
セツトされ(ブロツク171)、こうしてインターフ
エイス50(第4図)の入力ISRに高レベル信号
を送り、ゼロ交差検出器10からのF入力をチツ
プ40の入力K1に多重化する。次に制御プログ
ラムは入力K1を試験し、検出器10からのゼロ
交差パルスを受取つたことを表わす高即ち1入力
を受取るのを待つ(ブロツク172及び173)。ゼロ
交差パルスを受取ると、R0が低に切換えられ、
ISRがリセツトされ(ブロツク174)、POLが試験
される(ブロツク175)。POLがセツトされると、
出力ラツチR4がセツトされ(ブロツク176)、こ
れによつてトリガ電圧が駆動回路26(第4図)
を介して、トリアツクのゲート端子に印加され
る。POLがセツトされない場合、R4はリセツ
ト状態にとゞまり、トリアツク3は導電状態に切
換えられない。この後、プログラムは走査ルーチ
ンに戻つて、サイクルを繰返す。 別の実施例 コストの観点から、この発明の好ましい実施例
の制御回路では、マイクロプロセツサが主な制御
素子である。然し、この発明の考えはこの様な実
施例に制約されるつもりはない。第3図の機能的
なブロツク図並びに第5図乃至第11図のフロー
チヤートによつて例示されたこの発明の制御方式
は、市場で容易に入手し得る回路素子を用いた結
線形デイジタル論理回路を使つても実施すること
が出来る。 第13図乃至第16図及び第18図は、マイク
ロプロセツサの代りに、結線形のデイジタル論理
回路を用いたこの発明の別の実施例の論理回路を
示す。前に説明した素子と機能的に同じ素子には
同じ参照記号を用いている。図示の論理回路は、
第3図のブロツク図に全体的に示す様な形でイン
ターフエイス接続される。 前に説明した実施例の場合と同じく、制御期間
は相次ぐゼロ交差パルスの前縁の間の期間であ
る。各々の制御期間の間、論理回路が1回動作す
る。ラツチ並びにレジスタのクロツク動作に使わ
れるタイミング信号が、回路の動作を制御期間と
同期させる普通の手段によつて発生される。タイ
ミング回路の細部は示してない。これは、特定の
回路がこの発明の一部分を構成するものではな
く、こういう回路が周知だからである。 これから説明する論理回路では、図面を見易く
する為に、インターフエイス回路を省略してある
が、こういう回路は普通のものであつて、周知で
ある。 タイミング マイクロプロセツサを使つた実施例では、論理
的な事象のタイミングが、マイクロプロセツサが
直列形である結果、当然のことゝして達成され
る。各々の命令が順次遂行され、どんな時も、一
度に1つの命令しか実行することが出来ない。即
ち、ゼロ交差パルスがチツプに入力したことによ
つて、制御期間が開始された時、マイクロプロセ
ツサがROMに貯蔵されている命令に順次進む。
ROMにある命令の実行を正しい順次で行えば、
それがタイミング順序になる。 然しデイジタル論理回路を用いた実施例では、
各々の制御期間内での事象のタイミングは、第7
図の時間線図に示す様な6つのタイミング信号を
発生するタイミング回路によつて制御することが
出来る。第17図の時間線図に示す様なタイミン
グ信号を発生し得る普通の計数発振器回路は周知
である。この回路の細部がこの発明の一部を構成
するものではないので、タイミング回路はその出
力だけを取上げる。 次に第17図について説明すると、曲線ZCPは
ゼロ交差検出器10の出力を表わす。この信号の
パルス繰返し速度は毎秒パルス数120個である。
信号TS1−TS6を用いて、論理回路の動作を
各々の制御期間と同期させる。TS1は負に向う
パルスであつて、容量性インターフエイス50
(第13図)のISR入力に印加される。負に向う
このパルスは、キーボードの入力(第13図)に
印加されるTS2によつてキーボードを走査する
ことが出来る様にすると共に、この走査結果を、
レジスタ18(1)(第14図)の付能入力に印
加されたTS3によつて付能された時、記憶装置
18の貯蔵レジスタ18(1)に読込むことが出
来る様ににするのに十分な時間の間低にとゞまる
様に、十分な持続時間を持つていなければならな
い。即ち、TS1はTS2及びTS3と重なつてい
なければならない。TS4は記憶装置18のレジ
スタ18(2)に対する付能信号として作用す
る。この信号が、試験手段30(第13図)のア
ンド・ゲート30(2)を介してレジスタ18
(2)の付能入力にゲートされる。タイミング信
号TS5は緩始動ラツチ32及び即時オン・ラツ
チ36(第18A図)のクロツク入力に印加さ
れ、新しい走査結果に応答して、これらのラツチ
の出力を更新する。この後、比較手段16が更新
されたラツチ情報に従つてその出力を更新する。
タイミング信号TS6は、電力オン・ラツチ24
(POL)(第18B図)のクロツク入力にパルス
を印加して、ラツチの出力が比較手段からの更新
された出力を反映することが出来る様にする。一
旦POLがクロツクを受取ると、回路は次の制御
期間を開始する次のゼロ交差パルスを待つ。
POL24の出力が、ゼロ交差パルス(第3図)
によつて、トリアツク3のゲート端子に送られ
る。 デイジタル信号発生器 第13図は第3図のデイジタル信号発生器20
の作用を実施するのに使われる回路を示す。前に
述べた様に、信号発生器20の作用は、キーボー
ド5のキーをオペレータが作動したことによつて
選択された電力設定状態を表わす4ビツトのデイ
ジタル信号を発生することである。これが第3図
の回路では、前にマイクロプロセツサ形の実施例
について述べたのと基本的に同じ回路素子、即
ち、容量性接触キーボード5、抵抗回路48及び
容量性インターフエイス50を用いて行われる。
違いは主に、インターフエイス50が前に説明し
た符号化及び優先順位をつける作用をするが、前
の実施例の様に、ゼロ交差パルスのデータを制御
信号のデータと多重化しないことである。タイミ
ング回路(図に示してない)は、キーボード5に
対する走査信号TS2(第17図)及びISR入力
に対する適正な信号TS1(第17図)を発生し
て、各々の制御期間に、キーボードを1回走査す
ることが出来る様に構成されている。前の実施例
と同じく、表は電力設定状態と、容量性インタ
ーフエイス50によつて発生される符号化デイジ
タル信号の間の関係を示している。 記憶装置 第14図は第3図の記憶装置18及び試験手段
30を構成する論理回路を示す。この実施例で
は、記憶装置18がKBと呼ぶ一時記憶装置18
(1)とPMと呼ぶ永久記憶装置18(2)を含
む。KBは関連したキーボードの各々の走査結果
を貯蔵する様に、制御期間毎に更新されることに
注意されたい。PMは、作動されたキーが確認さ
れた時にだけ更新される。この各々の素子は本質
的に並列入力/並列出力形の4ビツト貯蔵レジス
タで構成され、これは通し番号SN74194の名称で
容易に入射し得る集積回路である。 レジスタ18(1)が信号発生器20からの制
御信号を受取つて貯蔵する。この信号が、第17
図の時間線図のタイミング信号TS3により、レ
ジスタ18(1)に読込まれる。レジスタ18
(1)の出力がこれから説明する様にして、試験
手段30によつて試験される。試験手段30のゲ
ート30(2)からの出力が、適切な時、レジス
タ18(2)の付能入力Eにパルスを送ることに
より、レジスタ18(2)を付能し、こうしてレ
ジスタ18(1)に貯蔵されている符号化信号を
レジスタ18(2)に読込むことが出来る様にす
る。レジスタ18(1)の内容はこのことによつ
て変わらない。 試験手段 試験手段30は、(1)貯蔵された新しい信号がオ
フ信号である時、又は(2)新しい信号がオン信号で
あり、レジスタ18(2)に貯蔵されている前の
信号がオフ信号である時、又は(3)新しい信号が電
力設定状態1−7の内の1つであり、前の信号が
オフ信号ではない時にだけ、レジスタ18(1)
に一時的に貯蔵されている新しい信号をレジスタ
18(2)に読込むことが出来る様にする。更
に、試験手段30は、レジスタ18(2)にオフ
信号が貯蔵されている時、緩始動ラツチ及び即時
オン・ラツチをリセツトする。条件(1)により、オ
フ信号は常に18(2)に読込まれる。条件(2)
は、オフ状態から変わる時、電力設定状態1−7
の内の1つより前にオン設定状態が選択されるこ
と、並びに前の信号が電力設定状態1−7の内の
1つである場合、オン設定状態を無視することを
保証する。条件(3)は電力設定状態1−7の或るも
のから別のものへの変更が出来る様にする。作動
されたキーが検出されなかつた状態を表わす空白
入力は、今述べた条件(1)、(2)又は(3)の時にだけレ
ジスタ18(2)を付能したことによつて、自ず
と排除される。 この実施例の試験手段30を第14図の論理図
について説明する。論理アンド・ゲート30
(1)の出力がレジスタ18(2)の付能入力に
結合される。。ゲート30(2)の出力がが論理
1である時、レジスタ18(1)の信号がレジス
タ18(2)に読込まれる。ゲート30(1)
は、TS4信号を論理オア・ゲート30(2)の
出力とアンドすることにより、レジスタ18
(2)の付能動作をタイミング信号TS4(第24
図)と同期させる様に作用する。このオア・ゲー
トの出力は、前述の任意の1つの条件(1)、(2)又は
(3)が充たされた時に論理1である。レジスタ18
(1)にオフ信号(1000)が存在することが、論
理アンド・ゲート30(3)によつて検出され
る。このゲートはレジスタ18(1)の4つの出
力を入力として持つている。レジスタ18(1)
にある信号の3つの最下位ビツトに対応する、ゲ
ート30(3)への入力が反転される。従つて、
信号(1000)によつて表わされるオフ信号がレジ
スタ18(1)に貯蔵されている時、ゲート30
(3)の出力は論理1である。ゲート30(3)
の出力が、ゲート30(2)及び30(1)を介
して、レジスタ18(2)の付能入力に結合され
る。 レジスタ18(1)にオン記号が存在すること
が、レジスタ18(1)の出力を入力とする論理
アンド・ゲート30(4)によつて検出される。
レジスタ18(1)にある信号の2番目及び3番
目の最下位ビツトに対応する、ゲート30(4)
への入力が反転される。この為、レジスタ18
(1)にオン信号(1001)が貯蔵されている時、
ゲート30(4)の出力は論理1である。ゲート
30(4)の出力が、ゲート30(6),30
(2)及び30(1)を介して、レジスタ18
(2)の付能入力に結合される。レジスタ18
(2)のオフ信号が、レジスタ18(2)の4つ
の出力を入力とする論理アンド・ゲート30
(5)によつて検出される。レジスタ18(2)
の3つの最下位ビツトに対応する、ゲート30
(5)への入力が反転される。従つて、オフ信号
(1000)がレジスタ18(2)に貯蔵されている
時、ゲート30(5)の出力は論理1である。論
理アンド・ゲート30(6)がゲート30(4)
及び30(5)の出力をアンドする。従つて、レ
ジスタ18(1)にある新しい信号がオン信号で
あり、レジスタ18(2)にある前の信号がオフ
信号である時、ゲート30(6)の出力は論理1
である。ゲート30(6)の出力が、ゲート30
(2)及び30(1)を介して、レジスタ18
(2)の付能入力に結合される。 レジスタ18(1)に電力設定状態1−7の内
の1つを表わす信号が存在することが、ゲート3
0(7)及び30(8)によつて検出される。論
理オア・ゲート30(7)は、3つの最下位ビツ
トに対応するレジスタ18(1)の出力を入力と
する。この為、レジスタ18(1)に空白以外の
任意の信号を表わす信号がある場合、ゲート30
(7)の出力は論理1である。論理アンド・ゲー
ト30(8)が、ゲート30(7)の出力を、レ
ジスタ18(1)の最上位ビツトに対応する反転
入力とアンドする。表に示す様に、この最上位
ビツトは、オン及びオフ設定状態では論理1、電
力設定状態1−7では論理0である。従つて、レ
ジスタ18(1)にある信号が、電力設定状態1
−7の内の任意の1つを表わす時、ゲート30
(8)の出力が論理1であり、他の時は論理0で
ある。論理アンド・ゲート30(9)が、ゲート
30(8)の出力をゲート30(5)の反転出力
とアンドする。この為、ゲート30(8)の出力
が論理1でゲート30(5)が論理0であつて、
レジスタ18(1)にある信号が設定状態1−7
の内の1つに対応し、レジスタ18(2)にある
信号がオフ設定状態ではないことを表わす時、ゲ
ート30(9)の出力は論理1である。ゲート3
0(9)の出力が、ゲート30(2)及び30
(1)を介してレジスタ18(2)の付能入力に
結合される。 試験手段30は、(イ)レジスタ18(1)が電力
設定状態1−7の内の1つを表わす信号を持つて
いる時、並びに(ロ)レジスタ18(2)がオン信号
を貯蔵している時、緩始動ラツチ32(第18A
図)をセツトする。条件(イ)は、前に説明した様
に、論理アンド・ゲート30(8)の出力が論理
1であることによつて表わされる。 条件(ロ)は、レジスタ18(2)からの出力線を
入力とするアンド・ゲート30(10)によつて
検出される。2番目及び3番目の最下位ビツトを
表わす線は反転され、この為、レジスタ18
(2)に貯蔵されている信号がオン信号(1001)
である時にだけ、ゲート30(10)の出力は論
理1である。ゲート30(8)及び30(10)
の出力が論理アンド・ゲート39(11)によつ
てアンドされる。ゲート30(11)の出力30
(a)が緩始動ラツチ32(第18A図)のセツト入
力に結合される。この為、前述の条件(イ)及び(ロ)が
充たされた時、SSLをセツトする論理1が印加さ
れる。 試験手段30は、レジスタ18(1)にある信
号が、レジスタ18(2)にある信号によつて表
わされる設定状態よりも低い電力設定状態を表わ
す時、即時オン・ラツチ36(第18A図)をリ
セツトする。これは、比較器30(12)が2つ
のレジスタの内容の大きさを比較することによつ
て達成される。 第14図の回路では、この作用が比較器30
(12)及びゲート30(5),30(8)及び3
0(13)−30(15)によつて行われる。レ
ジスタ18(1)及び18(2)の内容の比較が
比較器30(12)によつて連続的に行われる。
この比較器は、通し第号SN7485の名称で集積回
路として容易に利用し得る形式の普通の4ビツト
の大きさ比較器である。新しく送込まれた電力設
定状態が前に送込まれた設定状態より低い設定状
態である時の様に、レジスタ18(1)の内容の
大きさがレジスタ18(2)の内容の大きさより
小さい時、比較器30(12)の出力は論理1で
ある。この出力がアンド・ゲート30(15)に
結合され、このアンド・ゲートがこの出力をアン
ド・ゲート30(8)及び30(14)の出力と
アンドする。今述べた様に、アンド・ゲート30
(8)の出力は、レジスタ18(1)の内容が電
力設定状態1−7の内の任意の1つを表わす時
に、論理1である。レジスタ18(2)の反転し
た最上位ビツトを、レジスタ18(2)の3つの
最下位ビツトのオアをとる論理オア・ゲート30
(13)の出力とアンドする論理アンド・ゲート
30(14)の出力は、レジスタ18(2)が電
力設定状態1−7の内の任意の1つを表わす符号
を持つ時、論理1である。従つて、レジスタ18
(1)及び18(2)が両方共、電力設定状態1
−7の内の任意の1つを表わす符号を持つている
時には、何時でもゲート30(15)が比較結果
を論理オア・ゲート30(16)を介して、即時
オン・ラツチ36(第3図)のリセツト入力にゲ
ートする。上に述べた条件が充たされ、レジスタ
18(1)にある電力設定状態がレジスタ18
(2)にあるものより低い時、ゲート30(15)
の出力、従つてゲート30(16)の出力30(c)
は論理1であり、この結果即時オン・ラツチ36
がリセツトされる。 ゲート30(5)の出力が、オア・ゲート30
(16)を介して即時オン・ラツチ36のリセツ
ト入力にも結合される。この為、レジスタ18
(2)にオフ設定状態(1000)が貯蔵されている
時には、ラツチ36もリセツトされる。 最後に、ゲート30(5)の出力30(b)が緩始
動ラツチ32のリセツト入力に直接的に結合され
る。この為、レジスタ18(2)にオフ信号が貯
蔵されている時、緩始動ラツチ32がリセツトさ
れる。 ゼロ交差主計数器 第3図の主計数器14が、この実施例では8ビ
ツトのリング計数器によつて構成されている。こ
れがゼロ交差検出器10(第3図)によつて発生
されたゼロ交差パルスを計数する。8ビツト計数
器14が、第15図に示す様に、2つの4ビツト
波及形計数器を縦続接続することによつて形成さ
れる。計数器14(1)の出力A−Dがカウント
の1番目乃至4番目の最下位ビツトになり、計数
器14(2)の出力E−Fが5番目及び6番目の
最下位ビツトになる。ゼロ交差検出器10の出力
が計数器14(1)のクロツク入力に結合され
る。後で説明する比較手段16が、カウントの最
初の6つの最下位ビツトを表わす出力14A−1
4Fを受取る。計数器14(1)及び14(2)
は、通し番号SN7493型集積回路として容易に入
手し得る形式のものである。 比較手段 この実施例の比較手段16は、第16図に示す
様に、計数器14からの出力の最初の6つの最下
位ビツトに応答する計数ゲートと呼ぶ論理ゲート
16(4)(a)−16(4)(f)の回路と、記憶装置
18のレジスタ18(2)からの出力に応答する
4線から10線への普通のBCDから10進法への復
号器16(1)と、計数ゲート及び復号器からの
出力に応答する、比較ゲートと呼ぶ論理ゲート1
6(2)(a)−16(2)(f)の回路とで構成され
る。比較ゲートの出力が論理ゲート16(5)−
16(7)を介して、電力オン・ラツチ24(第
3図)に結合される。論理ゲート16(8)及び
16(9)が緩始動及び即時オン・ラツチ34,
36(第3図)からの入力をこれから説明する様
に比較手段の回路に結合する。 第16図の回路を詳しく説明する前に、第3図
の制御装置に於ける比較手段16の作用、並びに
この作用がどの様に実施されたかを振返つてみる
のが有用であろう。第3図の比較手段16の作用
は、現在の制御期間の間、次の制御期間の間に電
力制御トリアツク3(第1図、第3図)を導電状
態に切換えるかどうかを決定することである。第
3図に戻つて簡単に説明すると、比較手段16の
出力が電力オン・ラツチ(POL)24、アン
ド・ゲート28及びトリアツク駆動回路26を介
して、トリアツク3のゲート端子に結合されてい
る。今の実施例では、比較手段16の出力が論理
1である時、POL24がセツトされる(セツト
された時、POLの出力は論理1になる)。電力信
号の次のゼロ交差が発生した時、検出器10によ
つてゼロ交差パルスが発生され、それがアンド・
ゲート28によつてPOL24の出力とアンドさ
れ、ゲート28の出力が論理1になる。ゲート2
8のこの論理1の出力がトリアツク駆動回路26
を介して、増幅されてトリアツク3のゲート端子
に印加されると、トリアツク3が導電状態に切換
わる。比較手段16の出力が論理0である時、
POL24がリセツトされ(出力は論理0)、ゲー
ト28の出力は論理0である。この為、トリアツ
ク3のゲート端子にゲート信号は印加されず、電
力線路の次のゼロ交差の時、トリアツクは非導電
になる。この為、比較手段16の出力が論理1に
切換わる速度が、電力パルス繰返し速度を決め
る。 この実施例では、前の実施例と同じく、比較手
段16は、主計数器14の最初のn個の最下位ビ
ツトが全部論理0である時、何時でもトリアツク
をトリガすることにより、1/2nの繰返し速度を
実現することが出来る様にする。例えば、電力設
定状態4では、パルス繰返し速度は1/8、即ち
1/2nでn=3の場合である。1/8の所望の繰返
し速度が、計数器の最初の3つの最下位ビツトが
論理0である時、何時でもトリアツクをトリガす
ることによつて達成される。これは8カウント毎
に1回起る。 第16図の回路では、復号器16(1)が使お
うとする電力設定状態を確認する。計数ゲート1
6(4)(a)−16(4)(f)は、計数器14の各々
のカウントに対し、どれだけの最下位ビツトが0
であるかを表わす。比較ゲート16(2)(a)−1
6(2)(f)は、その特定のカウントに対し、電力
設定状態と最下位ビツト情態の組合せで、トリア
ツク3(第3図)を導通状態に切換える必要があ
るかどうかを決定する。 復号器16(1)は、記憶装置18(第13
図)のレジスタ18(2)の出力を復号すること
により、実施しようとする電力設定状態を確認す
る。前に述べた様に、レジスタ18(2)は、実
施しようとする電力設定状態を表わすBCD信号
を貯蔵している。復号器16(1)の1本の出力
線が各々の電力レベル設定状態に一意的に関連し
ている。線1−7が夫々電力設定状態1−7に対
応する。(線0,8及び9はこの実施例では使わ
ない。)復号器16(1)に対する符号化入力に
よつて表わされる電力設定状態が、復号器の関連
した出力線の論理0によつて確認される。他の全
ての出力線は論理1である。例えば、符号化入力
が電力設定状態3を表わす時、復号器の線3の出
力は論理0であり、他の線の出力は全部論理1で
ある。従つて、復号器16(1)の論理0である
出力線が、レジスタ18(2)に貯蔵されている
電力設定状態を確認する。復号器16(1)は、
通し番号SN7442型集積回路として、市場で容易
に入手し得る形式の4線から10線への普通の
BCDから10進法への復号器である。 ゼロ交差主計数器14のカウントが次の様にし
て、計数ゲート14(4)(a)−16(4)(f)で処
理される。計数器14から線14(a)−14(f)を介
して来る入力は、カウントの最初の6つの最下位
ビツトを表わす。ゲート16(4)(a)は論理イン
バータであり、その出力は、最初の最下位ビツト
がゼロである時に論理1である。ゲート16
(4)(a)の出力が論理アンド・ゲート16(4)
(b)によつて、線14(b)からの反転入力とアンドさ
れ、最初の2つの最下位ビツトが0である時にだ
け、ゲート16(4)(b)の出力は論理1になる。
同様に、ゲート16(4)(b)の出力が論理アン
ド・ゲート16(4)(c)によつて、線14(c)の反
転入力とアンドされ、最初の3つの最下位ビツト
が0である時にだけ、ゲート16(4)(c)の出力
が論理1になる。ゲート16(4)(d)−16
(4)(f)でも、このパターンが繰返される。 比較ゲート16(2)(a)−16(2)(f)は、計
数ゲート16(4)(a)−16(4)(f)からの個別
の出力を復号器16(1)からの反転出力6−1
と夫々アンドする為に使われる。即ち、論理アン
ド・ゲート16(2)(a)がゲート4(a)の出力を復
号器の反転出力線6とアンドする。ゲート16
(2)(b)がゲート16(4)(b)の出力と復号器の
出力線5の出力をアンドするという様になつてい
る。各々の比較ゲートは、復号器16(1)から
の入力によつて表わされる特定の電力設定状態と
一意的な関係を持つとみなすことが出来る。どん
な制御期間の間も、精々比較手段16(2)(a)−
16(2)(f)の内、高々1つの出力しか論理1に
はなり得ないし、その出力が論理1になるのは、
この比較手段が関連している電力設定状態に伴う
最下位ビツト・パターンが発生した時だけであ
る。例えば、電力設定状態3を使う時、復号器の
線16(1)の出力3は論理0であり、復号器の
他の出力は論理1である。この為、ゲート16
(2)(d)に対する復号器の反転入力は論理1であ
り、他の比較ゲートに対する反転入力は論理0で
ある。16(2)(d)以外の比較ゲートの出力は、
カウントに関係なく論理0にとゞまる。然し、ゲ
ート16(2)(d)の出力は、計数器14からの最
初の4つの最下位ビツトが0である時にだけ、論
理1になる。これはゲート16(4)(d)の出力の
論理1によつて表わされる。従つて、電力設定状
態3では、ゲート16(2)(d)の出力は、16カウ
ント毎に1回論理1になる。 論理オア・ゲート16(5)が比較ゲート16
(2)(a)−16(2)(f)の出力をオアする。従つ
て、その出力は、任意の比較ゲートの出力が論理
1である時に何時でも論理1になる。これ迄、こ
の回路の説明は電力設定状態1−6を使う場合に
限られていたことに注意されたい。電力設定状態
7は1/1のパルス繰返し速度に関連している。従
つて、比較手段16の出力は、定常状態様式で動
作する時、電力設定状態7では各々のカウント毎
に論理1でなければならない。この実施例では、
この為、復号器の出力7をオア・ゲート16
(9)を介してゲート16(5)に結合する。ゲ
ート16(9)の出力は、その反転入力に論理0
が現われた時、何時でも論理1になる。この為、
電力設定状態7を使う時、ゲート16(5)の出
力が論理1になる。 比較手段16がどの様に緩始動様式及び即時オ
ン様式を実施するかを説明する。最初に緩始動様
式を考えると、緩始動ラツチがセツトされている
時、選択された電力設定状態に無関係な予定の電
力パルス繰返し速度を使わなければならないこと
を前に述べた。この実施例では、マイクロプロセ
ツサによつて制御される実施例の場合と同じく、
緩始動様式を実施する時、電力設定状態5に対応
する1/4の電力パルス繰返し速度を使う。 緩始動ラツチ32から比較手段16への入力3
2(a)(第18A図)は、ラツチがセツトされてい
る時に論理1であり、このラツチがリセツトされ
ている時に論理0である。この為、ラツチ32の
反転出力を復号器16(1)の出力5とオアする
論理オア・ゲート16(8)の出力は、緩始動ラ
ツチがセツトされているか或いは電力設定状態5
が選択された時、論理0である。この為、電力設
定状態5に関連した比較ゲート16(2)(b)の出
力は、最初の2つの最下位ビツトが0であり、且
つ緩始動ラツチがセツトされているか或いは電力
設定状態5を使う時に、論理1になる。 緩始動様式の間、実際の電力設定状態を取消す
為、論理アンド・ゲート16(6)がゲート16
(5)の出力と緩始動ラツチからの反転入力とを
アンドする。即ち、緩始動ラツチがセツトされて
いると、16(6)の出力は、ゲート16(5)
の出力に関係なく論理0である。この為、比較ゲ
ート16(2)(b)の出力を比較手段の出力に結合
する別の通路がオア・ゲート16(7)によつて
出来る。 前に述べた様に、即時オン様式で動作する時、
選択された実際の電力設定状態に関係なく、電力
設定状態7に対応する1/1の電力パルス繰返し速
度を使う。この実施例では、これが次の様にして
行われる。即時オン・ラツチ36からの入力36
(a)(第18A図)は、このラツチがセツトされて
いる時に論理1であり、このラツチがリセツトさ
れている時に論理0である。即時オン・ラツチか
らの入力が、電力設定状態7に対応する復号器の
線7の反転出力とオアされる。この為、即時オ
ン・ラツチがセツトされているか、又は電力設定
状態7を使う時、何時でもゲート16(9)の出
力、従つてゲート16(5)の出力は論理1であ
る。 ラツチ及びタイマ 前に述べた様に、緩始動及び即時オン様式の開
始、持続時間及び終了は、ラツチ及びタイマを用
いて決められる。更に、電力オン・ラツチ24を
使つて、比較手段16の出力を貯蔵すると共に、
この出力をトリアツク3(第3図)のゲート端子
に結合する。 第18A図は、制御回路の内、この実施例の緩
始動ラツチ32、緩始動タイマ34、即時オン・
ラツチ36及び即時オン・タイマ38を含む部分
を示している。ラツチ32,36は、通し番号
SN7470の集積回路として市場で容易に入手し得
る普通のJ−K形フリツプフロツプである。 第14図、第16図及び第18A図に示すよう
に、ラツチ32のJ入力が試験手段30のゲート
30(8)の出力30(a)に結合される。ラツチ3
2のQ出力が線32(a)を介して、比較手段16の
ゲート16(8)の入力に結合される。このQ出
力はタイマ34にも結合される。 動作について説明すると、緩始動様式を実施す
る必要があることを試験手段30が決定すると、
試験手段30(第13図)のゲート30(8)の
出力に論理1が現われる。この時、ラツチ32の
Q出力は、タイミング信号TSS(第17図)をク
ロツク入力に受取つた時に、論理1に切換り、ラ
ツチ32のK入力を介して論理1信号が送りこま
れるまで、論理1にとゞまる。リセツトされた
時、ラツチ32の出力が論理0に切換り、この後
緩始動様式を必要とするまで、0にとゞまる。 タイマ34が、ラツチのセツト状態によつて付
能された時に、予定数のゼロ交差パルスを計数
し、自分と緩始動ラツチをリセツトすることによ
り、緩始動動作様式の持続時間を制御する。この
実施例では、約1秒の持続時間を必要とする。こ
の為、2つの4ビツト計数器34(1)及び34
(2)を縦続接続して8ビツト計数器として作用
されると共に、カウントの最上位ビツトに対応す
る出力34(3)を使つてラツチ32及び計数器
34(1)及び34(2)をリセツトする。128
番目のカウントで、線34(3)に論理1が現わ
れ、アンド・ゲート32(1)及び34(5)を
介して、タイミング信号TS5が発生した時、計
数器34(1)及び34(2)及びラツチ32を
リセツトする。ゼロ交差パルスの周波数は120Hz
である。従つて、パルス128個というカウントは、
満足し得る程度に所望の1秒の持続時間に近い。 タイマ34の計数器34(1)及び34(2)
がゼロ交差パルスを計数するのは、ラツチ32の
出力によつて付能される。この出力が論理アン
ド・ゲート34(4)により、ゼロ交差検出器1
0(第3図)の出力とアンドされる。この為、ラ
ツチ32がセツトされている時、ゼロ交差パルス
がゲート34(4)を介して計数器34(1)の
クロツク入力にゲートされ、ラツチ32がリセツ
トされている時は阻止される。 ラツチ32及びタイマ34の計数器34(1)
及び34(2)は、次のいずれかの事象が発生し
た時にリセツトされる。即ち、予定数のカウント
を計数した時、又はレジスタ18(2)(第14
図)にオフ信号が送込まれた時である。論理オ
ア・ゲート32(1)が試験手段30の出力30
(b)及び計数器34(2)の最上位ビツトを表わす
出力34(3)をラツチ32のK入力に結合す
る。この為、オフ設定状態が送込まれたことを表
わす出力30(b)の論理1か、又は129番目のカウ
ントが発生したことを表わす34(3)の論理1
により、ゲート32(1)の出力に論理1が発生
され、ラツチ32がリセツトされる。 ゲート32(1)の出力に論理1が出ると、タ
イミング信号TS5(第17図)と同期して、計
数器もリセツトされる。ゲート32(1)の出力
が、論理アンド・ゲート34(5)を介して、計
数器34(1)及び34(2)のリセツト入力に
結合される。ゲート34(5)が、ゲート32
(1)の出力をタイミング信号TS5とアンドす
る。ゲート34(5)の出力が論理1であると、
計数器34(1)及び34(2)がリセツトされ
る。 即時オン・ラツチ36(IOL)及び即時オン・
タイマ(IOT)38の動作は、今説明した緩始動
ラツチ及び緩始動タイマの動作と同様である。ラ
ツチ36が計数器34(2)の出力34(3)に
出る論理1によつてセツトされる。ラツチ36が
セツトされると、アンド・ゲート38(1)を介
してタイマの入力にゼロ交差パルスをゲートする
ことにより、タイマ38が付能される。予定数の
ゼロ交差パルスが12ビツト計数器として作用する
様に縦続接続された4ビツト計数器38(2)−
38(4)によつて計数される。この実施例で
は、8.5秒という即時オン様式の所望の持続時間
が、1024個のゼロ交差パルスのカウントによつて
近似される。1024カウント毎に、12ビツト計数器
の2番目の最上位ビツトが論理1に切換わる。こ
のビツトに対応する出力38(5)がオア・ゲー
ト36(1)を介してフリツプフロツプ36のK
入力に結合される。従つて、1024番目のカウント
が発生した時、即時オン・ラツチがリセツトされ
る。この時、ゲート38(1)は、IOLが再びセ
ツトされるまで、タイマからのそれ以上のパルス
入力を阻止する。ラツチ36は、一層低い電力設
定状態が選択されたことを表わす試験手段30
(第14図)の出力30(c)に現われる論理1によ
つてもリセツトされる。この論理1がオア・ゲー
ト36(1)を介してラツチ36のK入力に結合
される。タイマ38の計数器38(2)−38
(4)のリセツト動作は、ゲート36(1)の出
力を論理アンド・ゲート38(6)を介して、こ
の各々の計数器のリセツト入力に結合することに
よつて行われる。ゲート38(6)が、ゲート3
6(1)からの信号をタイミング信号TS5とア
ンドすることにより、計数器のリセツト動作をタ
イミング信号TS5と同期させる。 夫々タイマ34及び38に用いられる計数器3
4(1),34(2),38(2)−38(4)は、
第14図に示した主計数器14について説明した
計数器14(1)及び14(2)と同一である。 第18B図は電力オン・ラツチ24(POL)
を更に詳しく示している。このラツチ自体は、前
に緩始動及び即時オン・ラツチについて説明した
のと同一のJK形フリツプフロツプである。比較
手段16のゲート16(7)の出力16(a)(第1
6図)が、POL24のJ入力に直接的に結合さ
れると共に、論理インバータ24(1)を介して
K入力に結合される。タイミング信号TS6(第
17図)がクロツク入力に印加される。 動作について説明すると、比較手段16からの
論理1信号がラツチ24をセツトした時、ラツチ
のQ出力に論理1が現われ、ゲート28の1つの
入力に論理1が入る。この論理1が、アンド・ゲ
ート28の他方の入力に印加されるゼロ交差パル
スが次に発生した時、トリアツク駆動回路に送ら
れ、こうして電力信号のゼロ交差と同期して、ト
リアツク3を導電状態にトリガする。比較手段1
6の出力が論理0である時、J入力に論理0が現
われ、ラツチ24のK入力に論理1が現われ、ラ
ツチをリセツトする(Q出力を論理0にする)。
この為、アンド・ゲート28の一方の入力は論理
0になり、次のゼロ交差パルスが発生した時にト
リアツク駆動回路には信号が送られない。従つ
て、トリアツク3は次の制御期間の間非導電に
とゞまる。 以上説明した実施例は半サイクルの持続時間を
持つ制御期間を用いている。然し、当業者であれ
ば、全サイクルの制御期間も同じ様に使うことが
出来ることが理解されよう。その場合、印加され
る電力パルスは、半サイクルではなく、電力信号
の1サイクル全部である。半サイクルの制御期間
を使う場合の利点は、電力パルスの間の最大のオ
フ時間が63個の半サイクルによる様にして、有用
な範囲の調理温度が得られることである。全サイ
クルの制御期間を用いて、大体同じ範囲の調理温
度を達成する為には、電力サイクルの間のオフ時
間は、100%の設定状態を別にして、各々の電力
設定状態で、半サイクルの場合の2倍になる。こ
の為、全サイクルの制御期間を使つた時、電流サ
ージによつて回路部品に加わるストレスが幾分大
きくなる。更に、半サイクルを利用して緩始動様
式で動作している間、低温の加熱素子に印加され
る電力パルスの持続時間が、全サイクル方式の場
合の半分であるから、回路部品のストレスは一層
小さくなる。 以上説明した実施例で繰返し速度に半サイクル
方式を使つた場合の欠点は、最大の電力設定状態
の場合を別として、電力パルスが同じ極性にな
り、電源から直流電流成分が流れることである。
勿論、全サイクルの制御期間を使えば、この直流
成分がなくなる。 以上の説明から、当業者であれば、この発明の
この他の変更が考えられよう。この発明は、特定
の実施例に制限されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された範囲内で、あらゆる変更を包括
することを承知されたい。
第1図はこの発明を用いた調理装置の全体的な
ブロツク図、第2A図−第2H図はオペレータに
よつて選択し得る種々の電力設定状態に対応する
電力信号を示すグラフ、第3図はこの発明の制御
装置の機能的なブロツク図、第4図はこの発明の
マイクロプロセツサを利用した実施例のブロツク
図、第5図乃至第11図はこの発明の電力オン、
走査、入力データ、入力比較、電力制御、電力比
較及び電力出力の各ルーチンに対するフローチヤ
ート、第12図は第5図乃至第11図の種々のル
ーチンの間の関係を示す図、第13図はこの発明
のデイジタル論理回路形実施例の場合の第3図の
キーボード及びデイジタル信号発生器を詳しく示
すブロツク図、第14図はこの発明のデイジタル
論理回路形実施例で第3図の記憶手段及び試験手
段を詳しく示す論理図、第15図はこの発明のデ
イジタル論理回路形実施例でゼロ交差主計数器を
詳しく示すブロツク図、第16図はこの発明のデ
イジタル論理回路形実施例の比較手段を詳しく示
す論理図、第17図はこの発明のデイジタル論理
回路形実施例に使われる種々のタイミング信号を
示す時間線図、第18A図及び第18Bはこの発
明のデイジタル論理回路形実施例で、第3図の緩
始動ラツチ、緩始動タイマ、即時オン・ラツチ、
即時オン・タイマ及び電力オン・ラツチを詳しく
示す論理図である。 主な符号の説明、1:抵抗加熱素子、3:トリ
アツク、5:キーボード、16:比較手段、2
6:トリアツク駆動回路。
ブロツク図、第2A図−第2H図はオペレータに
よつて選択し得る種々の電力設定状態に対応する
電力信号を示すグラフ、第3図はこの発明の制御
装置の機能的なブロツク図、第4図はこの発明の
マイクロプロセツサを利用した実施例のブロツク
図、第5図乃至第11図はこの発明の電力オン、
走査、入力データ、入力比較、電力制御、電力比
較及び電力出力の各ルーチンに対するフローチヤ
ート、第12図は第5図乃至第11図の種々のル
ーチンの間の関係を示す図、第13図はこの発明
のデイジタル論理回路形実施例の場合の第3図の
キーボード及びデイジタル信号発生器を詳しく示
すブロツク図、第14図はこの発明のデイジタル
論理回路形実施例で第3図の記憶手段及び試験手
段を詳しく示す論理図、第15図はこの発明のデ
イジタル論理回路形実施例でゼロ交差主計数器を
詳しく示すブロツク図、第16図はこの発明のデ
イジタル論理回路形実施例の比較手段を詳しく示
す論理図、第17図はこの発明のデイジタル論理
回路形実施例に使われる種々のタイミング信号を
示す時間線図、第18A図及び第18Bはこの発
明のデイジタル論理回路形実施例で、第3図の緩
始動ラツチ、緩始動タイマ、即時オン・ラツチ、
即時オン・タイマ及び電力オン・ラツチを詳しく
示す論理図である。 主な符号の説明、1:抵抗加熱素子、3:トリ
アツク、5:キーボード、16:比較手段、2
6:トリアツク駆動回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 予定のレベルの電力が印加されたときに殆ん
ど即時に可視的な発光状態になる様な、熱応答が
比較的速いことを特徴とする加熱素子と、該素子
のエネルギ出力を制御する為に、オフ設定状態を
含む、オペレータが選択し得る複数個の電力レベ
ル設定状態を持つ電力制御手段と、オペレータに
よつて選択された電力レベルで前記素子を付勢す
る前に、予め選ばれた第1の時間の間、前記素子
を即時に可視的な発光状態に設定する第1のレベ
ルの電力を前記素子に印加する手段とをそなえた
加熱装置。 2 特許請求の範囲1に記載した加熱装置に於
て、前記印加手段が、オフ設定状態から1つの電
力レベル設定状態への変化に応答して、前記素子
に対して前記第1のレベルの電力に切換える手段
を含む加熱装置。 3 特許請求の範囲2に記載した加熱装置に於
て、前記電力制御手段がオフ設定状態から1つの
電力レベル設定状態への変化を検出する検出手段
を含んでいる加熱装置。 4 特許請求の範囲3に記載した加熱装置に於
て、前記検出手段が、オフ設定状態から1つの電
力レベル設定状態への変化に応答して、前記第1
の時間の前の第2の予め定められた時間の間、第
2の選ばれたレベルの電力を前記素子に印加する
手段を含んでいる加熱装置。 5 特許請求の範囲4に記載した加熱装置に於
て、前記第2の電力レベルが前記素子の可視的な
発光状態を生じさせる前記第1の電力レベルより
も低い加熱装置。 6 特許請求の範囲3又は4に記載した加熱装置
に於て、前記電力制御手段が、前記第1の時間の
間に電力レベル設定状態が変更されたときに前記
の可視的な発光状態を生じさせる前記第1のレベ
ルの電力の印加を停止する手段を含んでいる加熱
装置。 7 特許請求の範囲6に記載した加熱装置に於
て、前記第1の電力レベルが前記第2の電力レベ
ルより高い加熱装置。 8 特許請求の範囲1に記載した加熱装置に於
て、前記電力制御手段が前記素子に対して一定持
続時間の電力パルスを印加する速度を変える手段
を含んでいる加熱装置。 9 特許請求の範囲8に記載した加熱装置に於
て、前記電力パルスの各々が前記素子に結合され
る交流電力源の1つの脈動で構成されている加熱
装置。 10 特許請求の範囲8に記載した加熱装置に於
て、前記電力制御手段が、第1の期間は第1の繰
返し速度で且つ第2の期間は前記第1の繰返し速
度より高い第2の繰返し速度で電力パルスを前記
素子に印加する速度制御手段を含んでいる加熱装
置。 11 特許請求の範囲10に記載した加熱装置に
於て、前記第2の期間が前記第1の期間より長い
加熱装置。 12 特許請求の範囲1に記載した加熱装置に於
て、前記素子が室温では家庭の電源から過大な電
流を取込む様な抵抗値を持つと共に、該素子の温
度の上昇につれて急速に増加する抵抗値を持つて
いる加熱装置。 13 特許請求の範囲1乃至12のいずれか1項
に記載した加熱装置に於て、前記素子がタングス
テンで構成されている加熱装置。 14 特許請求の範囲1乃至12のいずれか1項
に記載した加熱装置に於て、前記素子が2珪化モ
リブデンで構成されている加熱装置。 15 特許請求の範囲8又は10に記載した加熱
装置に於て、前記電力パルスが前記素子に接続さ
れた交流源の全波で構成されている加熱装置。 16 電気加熱装置がオンに転じられたことをオ
ペレータに知らせる方法に於て、該電気加熱装置
がオフ状態から第1の選択された電力レベルに変
化したことを検出し、前記変化に応答して、前記
第1の選択された電力レベルとは異なる第1の予
定の電力レベルで、第1の予め選ばれた時間の
間、前記電気加熱装置の加熱素子を作動して可視
的な発光状態を生じさせる段階を有する方法。 17 特許請求の範囲16に記載した方法に於
て、前記第1の予め選ばれた時間が経過した後
に、前記第1の選択された電力レベルで前記電気
加熱装置を作動する段階を含む方法。 18 特許請求の範囲17に記載した方法に於
て、前記第1の予定のレベルで作動する前の第2
の予め選ばれた時間の間、前記第1の予定の電力
レベルより低い第2の予定の電力レベルで前記素
子を作動する段階を含む方法。 19 特許請求の範囲17又は18に記載した方
法に於て、オペレータの選択により、第2の選択
された電力レベルへの変化が検出されたことに応
答して、前記第1の予め選ばれた時間が切れる前
に、前記第1の予定の電力レベルでの前記素子の
動作を終了させ、前記第2の選択された電力レベ
ルで素子を動作させる段階を含む方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/008,356 US4233498A (en) | 1979-02-01 | 1979-02-01 | Power control for appliance using high inrush current element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55126988A JPS55126988A (en) | 1980-10-01 |
JPH0219596B2 true JPH0219596B2 (ja) | 1990-05-02 |
Family
ID=21731175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1019580A Granted JPS55126988A (en) | 1979-02-01 | 1980-02-01 | Heater |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4233498A (ja) |
JP (1) | JPS55126988A (ja) |
KR (1) | KR830002129B1 (ja) |
AU (1) | AU529573B2 (ja) |
DE (1) | DE3003452A1 (ja) |
FR (1) | FR2448184A1 (ja) |
GB (1) | GB2042291B (ja) |
IT (1) | IT1130367B (ja) |
SE (1) | SE441887B (ja) |
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