JPH03280380A - 加熱機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複数の電気発熱体を交流電源の半波を単位と
して組合わせて導通させ、電気調理器などに使用する加
熱機器に関する。

従来の技術 近年、加熱機器の大容量化に伴い、電気発熱体に通電す
る電流が多（なり、設定電力が調整できるものの要望が
高まっている。

従来、この種の加熱機器は第９図に示すように構成され
ていた。以下、その構成について説明する。図に示すよ
うに、電気発熱体１，２はリレー３．４をそれぞれ直列
に接続して一定の周期で駆働手段５．６によりリレー３
，４をオン・オフしての電力設定手段σ）で設定した火
力を実現するようにしている。マイクロコンピュータ８
は一定の周期を発生するプログラムを有し、駆動手段５
゜６を制御し、表示手段９により火力を表示するように
している。

第１０図（ａ）　、　（ｂ）は電気発熱体１．２通電の
状態を示す動作波形であり、第１０図（ａ）は一定周期
Ｔの中でＴ１だけリレー３．４がオンし、同様に第１０
図（ｂ）では、一定周期Ｔの中でＴ２だけリレー３．４
がオンして設定電力を可変するようにしていた。

第１１図は従来の加熱機器の他の例で、ハロゲンヒータ
１０，１１に双方向性サイリスタ１２．１３を直列に接
続し、火力設定手段１４で設定した火力に応じ、マイク
ロコンピュータ１５により駆動手段１６．１７を介して
双方向性サイリスタ１２゜１３を第１２図に示す動作波
形のごと（位相制御して火力を設定するものである。１
８は設定された火力の表示手段である。第１２図におい
て、ＴＯは電源の半波、Ｔ３は双方向性サイリスタ１２
゜１３がオンしている期間を示している。このように位
相制御によっても火力を設定することができる。

発明が解決しようとする課題 第９図に示す従来の加熱機器では、一定周期Ｔが３０秒
程度と比較的長いので電気発熱体１，２がオン、オフす
ることによって生ずる電圧変動が原因となる照明の明滅
（以下フリッカ−とよぶ）、フリッカ数は十分小さく不
快感を与えない程度であるが、電気発熱体としてハロゲ
ンヒータなどを用いると前記の周期で加熱源事態が明滅
することとなり、非常に使いにくいものとなる。そのた
め、周期Ｔを短くするとこんどは外部電源に接続された
照明のフリッカ数が不快感を感する領域となってしまう
こととなった。また、第１１図に示す従来の加熱機器で
は、外部電源に与える電圧変動の周期は６０Ｈｚあるい
は５〇七であるため、照明のフリッカは使用者が感じな
い領域であることから、位相制御を用いる構成が最近ハ
ロゲンヒータを用いる機器では採用されるようになって
きた。しかしながら、大電力のヒータを位相制御するた
め電源に対しパルス的な電圧変動を与え、他の機器に対
し誤動作、雑音の発生など悪影響を与えるものである。

本発明は上記課題を解決するもので、電源の急激な電圧
変動を防止し、他の機器に対する誤動作の原因となる雑
音などの発生を防止し、また照明のフリッカ数が不快感
を与えないようにすることを第１の目的としている。ま
た、半波の偏りをなくして商用電源に対して半波だけで
負荷が重（なるのを防止することを第２の目的としてい
る。さらに、設定電力を変えても照明のフリッカ数が不
快感を与えないようにすることを第３の目的としている
。

課題を解決するための手段 本発明は上記第１の目的を達成するために、並列関係に
接続可能な複数の電気発熱体と、前記電気発熱体にそれ
ぞれ直列に接続した双方向性サイリスタと、前記双方向
性サイリスタの導通組合わせを半波を単位として定めフ
リッカ数が不快感を与えないようにした導通組合わせの
パターンを記憶した記憶手段と、前記記憶手段の内容を
読みだして前記双方向性サイリスタを駆動する駆動手段
とを備え、設定電力に応じて電力制御手段を双方向性サ
イリスタの駆動する数を変更するようにしたことを第１
の課題解決手段としている。

また、第２の目的を達成するために、上記第１の課題解
決手段に加えて、駆動手段は双方向性サイリスタを駆動
する組合わせのパターンを一定の周期で極性を交互に入
替えるようにしたことを第２の課題解決手段としている
。

さらに、上記第３の目的を達成するために、上記第１ま
たは第２の課題解決手段に加えて、記憶手段は複数の電
気発熱体の数をＮとし設定電力を１／２Ｎより２Ｎ／２
Ｎの間で設定するとき、１／２Ｎの状態では半波おきに
１個の電気発熱体を導通し、設定電力が１／２Ｎ増すご
とに１／２Ｎ前の状態で導通していない電気発熱体に半
波で導通し、２Ｎ／２Ｎの状態ではすべての半波ですべ
ての電気発熱体を導通ずる導通パターンを記憶している
ことを第３の課題解決手段としている。

作用 本発明は上記した第１の課題解決手段により、記憶手段
の内容を読みだすことにより双方向性サイリスタの導通
組合わせを半波を単位として定めることができ、これに
従って個々の電気発熱体を通電でき、照明のフリッカ数
が不快感を与えることのない領域で使用することができ
る。また、電源の電圧変動が電源の零点に同期して発生
し、他の機器に対し妨害を与えることがなくなる。また
、第２の課題解決手段により、一定周期で極性を交互に
入替えることになるので半波通電の偏りが発生すること
を防止できる。さらに、第３の課題解決手段により、双
方向性サイリスタの導通組合わせを半波を単位として定
めることができ、その結果、電源に対する電圧変動など
の影響を最少におさえることができ、また、スパイク状
の急峻な電圧パルスの発生もなくすることができる。

実施例 以下、本発明の実施例について第１図から第５図を参照
しながら説明する。

図に示すように、電気発熱体１９〜２２は１個の加熱源
を４個に分割して並列に接続しており、各々には双方向
性サイリスタ２３〜２６を直列に接続している。同様に
電気発熱体２７〜２９は１個の加熱源を３個に分割して
並列に接続し、各々に双方向性サイリスタ３０〜３２を
直列に接続している。記憶手段３３は各双方向性サイリ
スタの半波を単位とした導通組合わせのパターンを記憶
している。駆動手段３４．３５は双方向性サイリスタ２
３〜２６および３０〜３２をそれぞれ駆動する。読み出
し手段３６は記憶手段３３の内容を逐次読み出し駆動手
段３４．３５に出力する。設定手段３７は通電電力を設
定するものであり、表示手段３８はＬＣＤなどで形成し
、設定電力を表示するもので、ある。加熱源３９．４０
はそれぞれ分割された４本および３本の電気発熱体１９
〜２２および２７〜２９で構成し、上部はフラットな耐
熱ガラスにより覆われている。なお、４１はヒータの人
切りスイッチである。

電気発熱体を３分割した場合の半波を単位とした導通組
合わせのパターンは、第３図（ａ）のように、設定電力
１／６〜６／６まで６段階に設定することができ、各々
についてサイリスタ３０〜３２の導通について示してい
る。Ｏの部分は導通、Ｘの部分は導通しない部分を示し
ており、第３図（ｂ）の電源の波形の■〜■までの各半
波についてサイリスタ３０〜３２が導通するかしないか
を示している。電気発熱体を４分割した場合についても
第４図（ａ）　、　（ｂ）のように１／８〜８／８まで
８段階に導通組合わせのパターンを設定することができ
る。

電気発熱体が３分割の場合は、電力設定が１／６のとき
に双方向性サイリスタは１個だけ駆動され、中央部の電
気発熱体だけに通電する。同様に電気発熱体が４分割の
場合は、設定電力が１／８と２／８の時に双方向性サイ
リスタは２個だけ駆動され中央部の２本の電気発熱体に
通電する。このようにすることにより加熱電源自体の明
滅をおさえることができる。

第３図（ａ）　、　（ｂ）に示すような半波を単位とし
た導通組合わせのパターンを得るために、記憶手段３３
には第５図に示すようなパターンを記憶している。すな
わち、設定電力が１／６〜５／６についてはアドレス１
〜ＩＥまでの間に記憶されており、設定電力が２／６の
場合はアドレス７〜Ｃまでを逐次読み出して出力するこ
とにより双方向性サイリスタを一定のパターンで導通さ
せることができる。

上記構成において、第６図に示すマイクロコンピュータ
を使用したときのプログラムのフローチャートを参照し
ながら動作を説明する。

設定電力が３／６にセレクトされるとまず第１ステツプ
Ｓ１でアドレスのスタート番号にＤをセットする。第２
ステツプＳ２ではＡが１２かどうかを比較し、１２でな
ければ第３ステツプＳ３でＡで定めるアドレスのデータ
を読み出し、第４ステツプＳ４でそのデータ値をボート
０〜２に出力する。第５ステツプＳ５でアドレスを１進
め、第２ステツプＳ２の前に戻る。第２ステツプＳ２て
Ａが１２より大ならば第１ステツプＳ１の前に戻り、ス
タートアドレスＤを再セットする。

この課程を繰返すことにより、正確に双方向性サイリス
タ３０〜３２が決められた導通パターンで導通する。こ
のようにして電気発熱体２７〜２９は半波を単位として
一定の導通組合わせパターンにより導通し、加熱を行う
ことができる。また、電気発熱体１９〜２２も同様にし
て半波を単位として一定の導通組合わせパターンにより
導通できる。

つぎに、本発明の他の実施例について、第７図に示すマ
イクロコンピュータのフローチャートを参照しながら説
明する。第７図は設定電力が１／６について設定された
場合を示している。第１ステツプ８１〜第６ステツプＳ
６は第６図のフローチャートと同様の過程を示している
。第１ステツプＳ＋でスタートアドレス（こ１をセ・ソ
トし、第２ステツプＳ２で６と比較する。６以下なら第
３ステツプＳ３で、設定されたアドレスのデータを呼出
し、第４ステツプＳ４でこのデータをボートＯ〜２に出
力する。第５ステツプＳ５では時間が３０秒以下である
かどうか比較し、３０秒以下なら第６ステツプＳ６でア
ドレスと時間を加算し第２ステツプＳ２の前に戻し、こ
のループを繰返す。

時間が３０秒を超えると第７ステツプＳ７で逆にスター
トアドレスを６にセットし、第８ステツプＳ８で１と比
較し１以上なら第９ステツプＳ９で設定されたアドレス
のデータを読み出し、第１０ステツプＳＩＯでそのデー
タをポートＯ〜２に出力する。第１１ステツプＳ１１で
時間が６０秒未満かを比較し、６０秒未満なら第１２ス
テツプＳＩ２でアドレスを減算し時間を加算して第８ス
テツプＳ８の前に戻す。６０秒未満はこのループを繰返
し、６０秒を超えると第１３ステツプＳ１３で時間をＯ
にセットし、第１ステツプＳ１の前に戻す。

この動作により３０秒ごとに極性が入替わるので、第８
図（ａ）〜（Ｃ）に示すように、半波の通電が３０秒ご
とに交互に入替わることにより半波通電が一つの極性に
偏ることを防止することができる。マイクロコンピュー
タを用いてプログラム的に導通パターンを決定すると、
すべての加熱機器が同一極性の半波通電を行うおそれが
あるが、これを防止することができる。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、双方
向性サイリスタの導通組合わせを半波を単位とし設定電
力に応じて双方向性サイリスタを駆動する数を変更する
ようにしているから、大電力であるにもかかわらず急激
な電圧変動が防止でき、他の機器に対する誤動作の原因
となる雑音などの発生を防止でき、また照明のフリッカ
数が不快感を与えないようにできる。また、双方向性サ
イリスタを駆動する組合わせのパターンを一定の周期で
極性を交互に入替えるようにしたから、半波の導通組合
わせを用いているにもかかわらず、極性が周期的に入替
わるので半波の偏りをな（することがｔきるものである
。したがって、商用周波数に対し、半波だけ負荷が重く
なることがない。さらに、設定電力が１／２Ｎの状態で
は半波おきに１個の電気発熱体を導通し、設定電力が１
／２Ｎ増すごとに１／２Ｎ前の状態で導通していない電
気発熱体に半波で導通するようにしているから、設定電
力を変えても照明のフリッカ数が不快感を与えないよう
にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の加熱機器のブロック図、第
２図は同加熱機器の斜視図、第３図（ａ）。 （ｂ）はそれぞれ同加熱機器の電気発熱体が３個の場合
の双方向性サイリスタの導通パターン図と電源波形図、
第４図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ同加熱機器の電気
発熱体が４個の場合の双方向性サイリスタの導通パター
ン図と電源波形図、第５図は第４図（ａ）の導通パター
ン図を得るための記憶手段に記憶された導通パターン図
、第６図は同加熱機器の動作フローチャート、第７図は
本発明の他の実施例の加熱機器の動作のフローチャート
、第８図（ａ）　、　（ｂ）　。 （Ｃ）はそれぞれ同加熱機器の動作波形図、第９図は従
来の加熱器の一例のブロック図、第１０図（ａ）。 （ｂ）はそれぞれ同加熱機器の動作波形図、第１１図は
従来の加熱機器の他の例のブロック図、第１２図は同加
熱機器の動作波形図である。 １９．２０，２１．２２・・・・・・電気発熱体、２３
゜２４．２５．２６・・・・・・双方向性サイリスタ、
２７゜２８．２９・・・・・・電気発熱体、３０．３１
，３２・・・・・・双方向性サイリスタ、３３・・・・
・・記憶手段、３４゜３５・・・・・・駆動手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）並列関係に接続可能な複数の電気発熱体と、前記
   電気発熱体にそれぞれ直列に接続した双方向性サイリス
   タと、前記双方向性サイリスタの導通組合わせを半波を
   単位として定めるフリッカ数が不快感を与えないように
   した導通組合わせのパターンを記憶した記憶手段と、前
   記記憶手段の内容を読みだして前記双方向性サイリスタ
   を駆動する駆動手段とを備え、設定電力に応じて双方向
   性サイリスタを駆動する数を変更するようにしてなる加
   熱機器。
2. （２）駆動手段は双方向性サイリスタを駆動する組合わ
   せのパターンを一定の周期で極性を交互に入替えるよう
   にしてなる請求項１記載の加熱機器。
3. （３）記憶手段は複数の電気発熱体の数をＮとし設定電
   力を１／２Ｎより２Ｎ／２Ｎの間で設定するとき、設定
   電力が１／２Ｎの状態では半波おきに１個の電気発熱体
   を導通し、設定電力が１／２Ｎ増すごとに１／２Ｎ前の
   状態で導通していない電気発熱体に半波で導通し、２Ｎ
   ／２Ｎの状態ではすべての半波ですべての電気発熱体を
   導通する導通パターンを記憶してなる請求項１または２
   記載の加熱機器。