JPH04249088A

JPH04249088A - 加熱装置

Info

Publication number: JPH04249088A
Application number: JP1542791A
Authority: JP
Inventors: Norio Rokusha; 六車　範雄
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1991-02-06
Publication date: 1992-09-04

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒータ付電子レンジ等
の加熱装置に関し、特にヒータ等の加熱部の出力を調節
するための半導体スイッチング素子を有している加熱装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、加熱装置としてのヒータ付電子レ
ンジのヒータ３１の出力制御においては、図３に示すよ
うに、０〜１００％の無段階に出力調節可能なソリッド
ステートリレー３２等の半導体スイッチング素子を用い
た位相制御が行われている。このソリッドステートリレ
ー３２は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称
する）３３から出力される制御信号に基づいてソリッド
ステートリレー３２を制御する駆動回路３４に駆動され
るようになっている。

【０００３】ところで、上記ソリッドステートリレー３
２等の半導体スイッチング素子は、調理中、外来サージ
電圧等により短絡破壊する可能性を有している。そして
、ソリッドステートリレー３２の出力側が短絡破壊した
場合、ヒータ３１の通電が停止しないため、庫内温度が
上昇して危険な状態になり、このままの状態が続けば火
災等の発生を招来する。

【０００４】従来、このような危険な事態を回避するた
めに、上記ヒータ３１と商用電源３５との間には、上記
ヒータ３１の通電の有無を切り換える電磁リレー３６が
直列に接続されている。上記電磁リレー３６はマイコン
３３から出力される制御信号に基づいて電磁リレー３６
を制御する電磁リレー駆動回路３７に駆動されるように
なっている。

【０００５】そして、使用者が入力手段４２を操作する
ことにより設定され調理時間を経過すると、マイコン３
３は、ソリッドステートリレー３２をＯＦＦすると共に
、電磁リレー３６の接点を開くように、駆動回路３４お
よび電磁リレー駆動回路３７にＯＦＦ信号を出力するよ
うになっている。従って、ソリッドステートリレー３２
が短絡故障している場合であっても、設定された調理時
間を経過するとヒータ３１の通電が停止するようになっ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、ソリッドステートリレー３２が短絡故障
してヒータ３１の出力制御がきかなくなった場合におい
て、ヒータ３１の通電が停止するのは、使用者が設定し
た調理時間を終了した後である。このため、調理時間が
長く設定されている場合には、庫内が異常な高温になり
、庫内食品の発火、電子レンジの焼損等の被害が出る虞
れがあり大変危険であるという問題点を有している。

【０００７】本発明は、上記に鑑みなされたものであり
、その目的は、ソリッドステートリレー３２等の半導体
スイッチング素子が短絡故障してヒータ３１の出力制御
がきかなくなった場合において、発火等の危険な状態に
陥る前に半導体スイッチング素子の異常を検知して、ヒ
ータ３１の通電を停止できるような安全性の高い加熱装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の加熱装置は、上
記の課題を解決するために、電源と接続されて加熱を行
うヒータ等の加熱部を有し、上記加熱部と電源との間に
、上記加熱部の通電の有無を切り換えるリレー手段と、
上記加熱部の加熱状態を調節するための半導体スイッチ
ング素子とが直列に接続されると共に、上記半導体スイ
ッチング素子を駆動する駆動手段と、上記リレー手段お
よび半導体スイッチング素子の動作を制御する制御手段
とを有する加熱装置において、以下の手段を講じている
。

【０００９】即ち、上記加熱部の通電状態を検知して上
記制御手段に通電状態検知信号を出力する通電検知手段
を有する一方、上記制御手段は、加熱部の加熱調節動作
を行っている途中に、例えば１０分経過毎に３秒間とい
うように、所定の周期で半導体スイッチング素子のみを
ＯＦＦさせる信号を上記駆動手段に出力すると共に、半
導体スイッチング素子をＯＦＦさせる信号を出力してい
るときに通電検知手段から通電状態検知信号が入力され
た場合、上記リレー手段をＯＦＦするように上記半導体
スイッチング素子とリレー手段との動作を制御する。

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、リレー手段および半導体
スイッチング素子は、加熱部と電源との間に直列に接続
されており、制御手段により動作が制御されている。上
記制御手段は、上記リレー手段を常にＯＮにし、半導体
スイッチング素子のＯＮとＯＦＦとの時間比率を変える
ことにより加熱部の加熱状態を調節するようになってい
る。即ち、制御手段による加熱部の加熱調節動作中は、
リレー手段が常にＯＮの状態にある。

【００１１】そして、上記制御手段は、加熱部の加熱調
節を行っている際に、例えば１０分経過毎に３秒間とい
うように、所定の周期で半導体スイッチング素子のみを
ＯＦＦさせる信号を半導体スイッチング素子を駆動する
駆動手段に出力する。

【００１２】このとき、加熱装置は、上記加熱部の通電
状態を検知して上記制御手段に通電状態検知信号を出力
する通電検知手段を有しており、半導体スイッチング素
子が正常であれば加熱部への通電は遮断されるので、通
電検知手段により加熱部の通電状態が検知されることは
ないが、半導体スイッチング素子が外来サージ電圧等に
よって短絡故障した場合、加熱部へ電流が流れ続けるの
で、通電検知手段により加熱部の通電状態が検知され、
制御手段へ通電状態検知信号が出力される。

【００１３】そして、上記制御手段は、半導体スイッチ
ング素子をＯＦＦさせる信号を出力している間に通電検
知手段から通電状態検知信号が入力された場合、上記リ
レー手段をＯＦＦするようにリレー手段の動作を制御す
るので、故障の確認が行われると同時に加熱部への通電
が停止される。

【００１４】これにより、加熱部の加熱調節動作中に半
導体スイッチング素子が短絡故障して加熱部の調節がき
かなくなった場合であっても、所定時間毎に故障の確認
が行われるので、所定時間以上加熱部による加熱が継続
されることはないので、異常な高温となって発火する等
の危険な状態に陥ることはない。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図２に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１６】本実施例の加熱装置としてのヒータ付電子
レンジは、図１に示すように、電源としての商用電源５
と接続された加熱部としてのヒータ１を有している。こ
のヒータ１と商用電源５との間には、上記ヒータ１の通
電の有無を切り換えるリレー手段としての電磁リレー６
と、上記ヒータ１の加熱状態を制御するための半導体ス
イッチング素子としてのソリッドステートリレー２の出
力側が直列に接続されている。

【００１７】上記ソリッドステートリレー２の出力側は
、直列に接続されさたコンデンサＣ１　と抵抗Ｒ１　と
のラインに３極双方向性サイリスタ（以下、トライアッ
クと称する）８が並列に接続され、上記トライアック８
のゲートにフォトトライアック９が接続された構成であ
り、出力側端子２ａは電磁リレー６と、出力側端子２ｂ
はヒータ１と接続されている。また、ソリッドステート
リレー２の入力側は、フォトダイオード１０によって構
成され、入力側端子２ｃは供給電源と、また、入力側端
子２ｄは、制御手段としてのマイクロコンピュータ（以
下、マイコンと称する）３から出力される制御信号に基
づいてソリッドステートリレー２を駆動する駆動手段と
しての駆動回路４と、抵抗Ｒ２を介して接続されている
。

【００１８】上記ソリッドステートリレー２において、
上記入力側端子２ｃから入力側端子２ｄへ入力信号電流
が流れれば、上記フォトトライアック９がＯＮとなるの
で、上記トライアック８がＯＮとなる。従って、上記ソ
リッドステートリレー２は、ソリッドステートリレー２
の入力側に入力信号が加えられる任意の位相に同期して
、ソリッドステートリレー２の出力側がＯＮするように
なっている。

【００１９】即ち、上記ソリッドステートリレー２によ
り、入力側のＯＮ信号のタイミング（位相）を変えるこ
とにより、出力側のＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率を変
えることができ、これによって上記ヒータ１の出力を調
節するようになっている。

【００２０】上記駆動回路４は、ｎｐｎ形のトランジス
タ１１と抵抗Ｒ３　と抵抗Ｒ４　とによって構成されて
おり、上記トランジスタ１１のコレクタ側が抵抗Ｒ２　
を介してソリッドステートリレー２の入力端子２ｄと、
また、ベース側が抵抗Ｒ３　を介してマイコン３と接続
されている。また、トランジスタ１１のエミッタ側が接
地されると共に、ベースとエミッタとが抵抗Ｒ４　を介
して短絡されている。

【００２１】また、上記電磁リレー６は電磁リレー駆動
回路７に駆動されるようになっている。そして、上記マ
イコン３は、上記電磁リレー駆動回路７と接続されてお
り、電磁リレー駆動回路７に制御信号を出力して電磁リ
レー６の接点の開閉動作を制御するようになっている。

【００２２】また、上記ヒータ１と商用電源５との間に
は、電流トランス等の電流センサ１４が接続されている
。そして、上記電流センサ１４には、電流センサ１４に
発生した電圧を整流して上記マイコン３に通電状態検知
信号を出力する整流回路１５が接続されており、これら
電流センサ１４と整流回路１５とによって通電検知手段
が構成されている。

【００２３】また、本ヒータ付電子レンジの外表面部に
は、調理時間や調理内容等を上記マイコン３に入力する
ための入力キー等で構成された入力手段１２と、調理時
間やその他の各種メッセージ等を表示する表示手段１３
とが設けられている。上記表示手段１３としては、例え
ば蛍光表示管や液晶表示装置等が挙げられる。また、本
電子レンジは、調理の終了時や入力手段１２のキー入力
時の報知音を発生すると共に、ソリッドステートリレー
２の故障時に警告音を発生する発音手段１６を有してい
る。

【００２４】そして、上記マイコン３は、上記入力手段
１２からの入力信号に基づいて、各種メッセージを表示
手段１３に表示させると共に、上記駆動回路４および電
磁リレー駆動回路７に制御信号を出力してヒータ１の出
力を調節するようになっている。

【００２５】そして、上記マイコン３は加熱調節動作と
しての調理の途中において、例えば１０分経過する毎に
３秒間というように、所定の周期で上記ソリッドステー
トリレー２をＯＦＦさせるように、駆動回路４にＯＦＦ
信号を出力するようになっている。また、マイコン３は
、上記ソリッドステートリレー２をＯＦＦさせる信号を
出力している間に、上記電流センサ１４により電流が検
知されずに整流回路１５から通電状態検知信号が入力さ
れなかった場合、調理を継続するように電磁リレー６と
ソリッドステートリレー２との動作を制御する一方、上
記電流センサ１４により電流が検知されて整流回路１５
から通電状態検知信号が入力された場合、上記電磁リレ
ー６の接点を開くように電磁リレー駆動回路７にＯＦＦ
信号を出力してヒータ１への通電を停止させると共に、
表示手段１３が異常を表示し、且つ発音手段１６が警告
音を発するように電磁リレー６、表示手段１３および発
音手段１６の動作を制御するようになっている。

【００２６】上記の構成において、調理が行われる場合
のマイコン３による制御動作を図２のフローチャートに
より説明する。

【００２７】マイコン３は、先ず、入力手段１２により
所定の調理時間、調理内容が設定されれば（Ｓ１）、表
示手段１３に調理時間、調理内容の表示を行わせる（Ｓ
２）。そして、マイコン３は、電磁リレー駆動回路７に
ＯＮ信号を出力して電磁リレー６の接点を閉じさせると
共に、ヒータ１が、設定された調理内容に対応した出力
となるように、駆動回路４に制御信号を出力してソリッ
ドステートリレー２のＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率を
変えてヒータ１の出力を調節し（Ｓ３）、調理を開始す
る。

【００２８】そして、マイコン３は、設定された調理時
間が経過すれば（Ｓ４）、駆動回路４および電磁リレー
駆動回路７にＯＦＦ信号を出力して、ソリッドステート
リレー２および電磁リレー６を共にＯＦＦにしてヒータ
１への通電を停止し、調理を終了させる（Ｓ５）。この
とき、マイコン３は、表示手段１３に調理終了の表示を
行わせると共に、発音手段１６に調理終了の報知音を発
生させる（Ｓ６）。

【００２９】また、マイコン３は、設定された調理時間
が１０分以上であれば、調理開始より１０分経過毎に（
Ｓ７）、ソリッドステートリレー２をＯＦＦさせる信号
を駆動回路４に出力する（Ｓ８）。このとき、ソリッド
ステートリレー２が正常であればヒータ１への通電は遮
断されるので、電流センサ１４により電流が検知されず
に整流回路１５からマイコン３へ通電状態検知信号が入
力されない。このため、マイコン３は、上記ソリッドス
テートリレー２をＯＦＦさせる信号を出力している間に
、整流回路１５から通電状態検知信号が入力されなかっ
た場合（Ｓ９）、設定された調理時間が終了するまで調
理を継続させる。

【００３０】一方、ソリッドステートリレー２の出力側
が短絡故障した場合、マイコン３が上記ソリッドステー
トリレー２をＯＦＦさせる信号を出力している間におい
ても、ヒータ１へ電流が流れ続けるので、電流センサ１
４により電流が検知される。

【００３１】このため、マイコン３は、上記ソリッドス
テートリレー２をＯＦＦさせる信号を出力している間に
、整流回路１５から通電状態検知信号が入力された場合
（Ｓ９）、電磁リレー駆動回路７にＯＦＦ信号を出力し
て電磁リレー６の接点を開かせ、ヒータ１への通電を停
止させる（Ｓ１０）と共に、表示手段１３に異常を表示
させ、且つ発音手段１６に警告音を発生させる（Ｓ１１
）。

【００３２】上記のように、本ヒータ付電子レンジは、
調理開始より１０分経過毎に故障の有無の検知が行われ
るようになっており、調理中にソリッドステートリレー
２の出力側が短絡故障してヒータ１の出力制御がきかな
くなった場合であっても、設定された調理時間の長さに
関係なく、１０分以上ヒータ１による加熱が継続される
ことはないので、庫内が異常な高温となり、庫内食品の
発火、電子レンジの焼損等の危険な状態に陥ることはな
い。

【００３３】尚、本実施例においては、調理中において
、調理開始より１０分経過毎に３秒間ソリッドステート
リレー２をＯＦＦさせるように、マイコン３から駆動回
路４へＯＦＦ信号が出力されるようになっているが、こ
れに限定されることはなく、例えば５分経過する毎に５
秒間、あるいは３分経過する毎に４秒間マイコン３から
駆動回路４へＯＦＦ信号が出力されるようになっていて
もよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明の加熱装置は、以上のように、加
熱部の通電状態を検知して制御手段に通電状態検知信号
を出力する通電検知手段を有する一方、上記制御手段は
、加熱部の加熱調節動作を行っている途中に、所定の周
期で半導体スイッチング素子のみをＯＦＦさせる信号を
、半導体スイッチング素子を駆動する駆動手段に出力す
ると共に、半導体スイッチング素子をＯＦＦさせる信号
を出力しているときに上記通電検知手段から通電状態検
知信号が入力された場合、リレー手段をＯＦＦするよう
に上記半導体スイッチング素子とリレー手段との動作を
制御する構成である。

【００３５】それゆえ、制御手段による加熱部の加熱調
節動作中に、半導体スイッチング素子が短絡故障して加
熱部の調節がきかなくなった場合であっても、所定時間
毎に半導体スイッチング素子の故障の有無が検知され、
所定時間以上加熱部による加熱が継続されることはなく
、異常な高温となって発火する等の危険な状態に陥ると
いった事態を回避することができるので、従来のものと
比べて安全性の面で格段の向上を図れるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであり、ヒータ付
電子レンジの要部の構成を示す説明図である。

【図２】上記ヒータ付電子レンジのマイクロコンピュー
タによる制御動作を示すフローチャートである。

【図３】従来例を示すものであり、ヒータ付電子レンジ
の要部の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　　　ヒータ（加熱部）２　　　　ソリッドステートリレー（半導体スイッチン
グ素子）３　　　　マイクロコンピュータ（制御手段）４　　　
　駆動回路（駆動手段）５　　　　商用電源（電源）６　　　　電磁リレー（リレー手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源と接続されて加熱を行う加熱部を有し
、上記加熱部と電源との間に、上記加熱部の通電の有無
を切り換えるリレー手段と、上記加熱部の加熱状態を調
節するための半導体スイッチング素子とが直列に接続さ
れると共に、上記半導体スイッチング素子を駆動する駆
動手段と、上記リレー手段および半導体スイッチング素
子の動作を制御する制御手段とを有する加熱装置におい
て、上記加熱部の通電状態を検知して上記制御手段に通
電状態検知信号を出力する通電検知手段を有する一方、
上記制御手段は、加熱部の加熱調節動作を行っている途
中に、所定の周期で半導体スイッチング素子のみをＯＦ
Ｆさせる信号を上記駆動手段に出力すると共に、半導体
スイッチング素子をＯＦＦさせる信号を出力していると
きに通電検知手段から通電状態検知信号が入力された場
合、上記リレー手段をＯＦＦするように上記半導体スイ
ッチング素子とリレー手段との動作を制御することを特
徴とする加熱装置。