JPH0654753A - 誘導加熱炊飯器の鍋検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱起動時に、電源電圧の変動によらず、確
実に、鍋有無検知を行う誘導加熱炊飯器の鍋検知装置を
提供する。 【構成】 交流電源を整流し直流に変換する整流回路２
と、この整流回路に接続され交流成分を取り除くフィル
タ３と、このフィルタに接続され、加熱コイル５と共振
コンデンサ６とからなる共振回路４と、この共振回路に
接続され共振電流を生成するためのスイッチング素子７
と、鍋１３に所定の電力が印加されたことを出力するリ
ミッタ手段１９と、リミッタ手段の出力結果により加熱
コイルに加わるパワーをスイッチング素子のオンオフ制
御により変える制御手段８と、加熱起動してから鍋に所
定の電力が印加されたことをリミッタ手段が検出してか
ら後、前記整流回路又はフィルタの出力側に接続されそ
の接続点の電圧により鍋の有無判定を行う判定手段１１
とよりなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘導加熱を利用した誘導
加熱炊飯器の起動時に鍋の有無等を検知する鍋検知装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の誘導加熱炊飯器の鍋検知装置につ
いて図９を基に説明する。交流電源１の交流電圧を直流
電圧に変換する整流回路２の直流出力端子には、フィル
タ３が接続されており、この出力波形を整形している。
また共振回路４は、加熱コイル５と共振コンデンサ６と
から成っている。この共振回路４には、共振電流を生成
するためのスイッチング素子７が接続されている。また
スイッチング素子７は、制御手段８によってオンオフ制
御されている。９はフィルタ３の両端の電圧を５Ｖ以下
の電圧にレベル変換するレベル変換手段である。アンダ
ーホールド手段１５は、レベル変換手段９の出力の最低
電圧を保持する手段である。１０は交流電源１の０ボル
トを検知し、検知パルスを出力するＺＶＰ発生手段であ
る。ＺＶＰ発生手段１０の出力は、この出力パルスを数
１００マイクロ秒程度遅らせる遅延手段１４に接続され
ている。１１は遅延手段１４の検出パルスが出力された
時のアンダーホールド手段１５の電圧が、一定の電圧以
下になれば鍋有、そうでない時には鍋無しと判定し、前
記制御手段８にその結果を出力する判定手段である。こ
の判定手段１１と制御手段８は、マイクロプロセッサ手
段１２内に構成してあり、判定及び制御は、プログラム
判定とプログラム制御で構成されている。１６はＶｃｅ
レベル交換手段、１７はピークホールド手段、１８はＶ
ｃｅ電圧測定手段、１９はＶｃｅリミッタ手段である。

【０００３】以上のように構成された誘導加熱炊飯器の
鍋検知装置について、以下その動作について説明する。
交流電源１の供給するＡＣ１００Ｖは、整流回路２とフ
ィルタ３で直流に変換されて、加熱コイル５に供給され
る。鍋１３の有無検知は、普通、保温や炊飯する前と炊
飯の予約タイマーをセットした時に行われる。つまりこ
れは、保温・炊飯等を指示した場合に、使用者がうっか
り鍋１３をセットし忘れていることを、使用者に伝える
ためである。又、炊飯・保温等の動作中においても常
に、鍋検知が行われている。これは動作中に、何かの原
因で使用者が誘導加熱炊飯器から鍋を取り去ったりした
場合に、誘導加熱炊飯器の回路が壊れないように、すぐ
に回路の動作を停止するためである。

【０００４】誘導加熱炊飯器の加熱起動時の鍋検知は次
のようになっている。普通、鍋１３に規定の電力を印加
する場合には、印加電力の起動遅延を行い、起動時の２
００又は３００Ｗ程度から起動し規定の電力まで、ＺＶ
Ｐパルスが発生する度に、少しずつ電力が増加していく
ように制御手段８が制御する。その結果、整流回路２と
フィルタ３の最低出力電圧も、起動時から規定の電力が
印加されるまで少しずつ低下し、規定の電力に達した時
に最も低くなる。また、電源電圧が鍋１３がセットされ
ていない時は、共振回路４のインピーダンスが大きくな
り、共振電流は小電流で整流回路２とフィルタ３の出力
電圧は交流電源の電圧が０Ｖ付近では変化し、鍋２の有
無によって整流回路の出力電圧波形が大きく異なってい
る。

【０００５】起動時の鍋有無検知は、起動してからある
一定時間後、例えば３２ＺＶＰ後から鍋検知を開始する
様になっており、この鍋の有無のチェックはアンダーホ
ールド手段１５の出力電圧を、ゼロボルトパルスの出力
後、一定時間例えば３００μｓｅｃ経過後の鍋有無判定
をし、その判定をゼロボルト発生毎に１５回測定し、一
定の電圧以下（例えば３Ｖ以下）が８回以上であれば鍋
有りと判定する。それ以外であれば、鍋無しと判定す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成では、起動してから鍋有無検知を開始するまでの時間
が一定で、整流回路の出力電圧が低下している間や整流
回路の出力電圧が安定し時間がたってから後で鍋検知開
始をする為に、電源電圧の変動等により鍋有無検知の誤
判定をするという問題が発生する。また、誤判定を防止
する為に、起動してから有無検知を開始するまでの時間
を長くすると、鍋が無いのに加熱する為に、スイッチン
グ素子に負担がかかりスイッチング素子が破壊するとい
う問題が発生する。

【０００７】本発明は、上記従来の構成の問題点を解決
するもので、電源電圧が変動しても、確実に鍋の有無の
判定をすることができる誘導加熱炊飯器の鍋検知装置を
提供することを第一の目的としている。

【０００８】又、鍋が正規の材料でできた鍋か否かの判
定をすることができる誘導加熱炊飯器の鍋検知装置を提
供することを第二の目的としている。

【０００９】又、電源電圧が変動しても確実に鍋の材料
の違いを判定をすることができる誘導加熱炊飯器の鍋検
知装置を提供することを第三の目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、交流電源を整流し直流に変
換する整流回路と、この整流回路に接続され交流成分を
取り除くフィルタと、このフィルタに接続され、加熱コ
イルと共振コンデンサとからなる共振回路と、この共振
回路に接続され共振電流を生成するためのスイッチング
素子と、鍋に所定の電力が印加されたことを出力するリ
ミッタ手段と、リミッタ手段の出力結果により加熱コイ
ルに加わるパワーをスイッチング素子のオンオフ制御に
より変える制御手段と、加熱起動してから鍋に所定の電
力が印加されたことをリミッタ手段の出力を検出した後
から、前記整流回路又はフィルタの出力側に接続されそ
の接続点の電圧により鍋の有無判定を行なう判定手段と
よりなるものである。

【００１１】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、加熱起動後から鍋に所定の電力が印加された
ことをリミッタ手段が検出するまでの起動時間を測定す
る起動時間測定手段と、その測定された起動時間が予め
決められた起動時間と比較して、長過ぎたり短過ぎたり
した場合には、不正規の鍋であると判定する機能を持つ
判定手段とで構成されている。

【００１２】第三の目的を達成するための本発明の第三
の手段は、交流電源電圧を測定する電圧測定手段と、そ
の結果に応じて判定用起動時間を決める判定用時間決定
手段とを有し、起動時間測定手段で測定された起動時間
と判定用時間決定手段と比較して、長過ぎたり短過ぎた
りした場合には、不正規の鍋であると判定する機能を持
つ判定手段で構成されている。

【００１３】

【作用】本発明の第一の手段は、以下のように作用す
る。スイッチング素子のオンオフ動作によって共振回路
に共振電流が流れ、規定の電力が印加されると、リミッ
タ手段が出力する。この出力が発生してから、鍋有無検
知を開始するようにしたものである。

【００１４】また、本発明の第二の手段は、前記本発明
の第一の手段による作用に加えて以下の作用を有してい
る。すなわち、起動してから規定の電力になるまでの時
間を測定し予め決められた時間以外であれば、鍋の材質
が違うと判定するようになっている。

【００１５】また、本発明の第三の手段は、前記本発明
の第一の手段による作用に加えて以下の作用を有してい
る。電圧測定手段が測定した電源電圧に応じて起動して
から規定の電力になる起動時間を変化させることによ
り、電源電圧が変動しても、鍋の材質違いを正しく判定
できるようにしたものである。

【００１６】

【実施例】本発明の第一の手段の実施例を図１から図４
により説明する。

【００１７】誘導加熱炊飯器の電気回路は、図１のよう
な接続構成となっている。交流電源１から供給された交
流電圧を整流するダイオード等からなる整流回路２と、
整流波形から交流分を取り除くフィルタ３と、フィルタ
３に接続された、加熱コイル５と共振コンデンサ６によ
る共振回路４と、共振回路４に接続されたスイッチング
素子７と、スイッチング素子７のコレクタ電圧をレベル
変換するＶｃｅレベル変換手段１６と、その最大電圧を
保持するピークホールド手段１７と、その出力電圧の大
きさを測定するＶｃｅ電圧測定手段１８と、その測定結
果から鍋１３に印加されているパワーに換算するリミッ
タ手段１９と、そのパワー測定結果により、スイッチン
グ素子７をオンオフ制御して共振回路４に振動電流を生
ぜしめ、パワーを増減させる制御手段８によってメイン
の制御回路が構成されている。１０は交流電源１に接続
され０Ｖを検出する毎にパルスを発生するＺＶＰ発生手
段である。ＺＶＰ発生手段１０の出力は、この出力パル
スを数１００μ秒程度遅らせる遅延手段１４に接続され
ている。また９は整流回路２の出力端子に接続され、そ
の接続点の電圧のレベルを所望の電圧に変換するレベル
変換手段であり、アンダーホールド手段１５は、レベル
変換手段９の出力の最低電圧を保持する手段である。以
上は従来の構成と同一である。

【００１８】前記リミッタ手段１９は、起動時して規定
のパワーになると”規定のパワーに達したこと”を判定
手段１１に出力する出力手段を有している。また、判定
手段１１は、その出力を受けて鍋有無検知を開始し、こ
の判定結果を制御手段８に出力するように構成されてい
る。本実施例では、この判定手段１１と、制御手段８
と、遅延手段１４と、リミッタ手段１９と、”規定のパ
ワーに達したこと”を判定手段１１に出力する出力手段
は、マイクロプロセッサ手段１２内に構成しており、遅
延・判定・制御・換算及び出力フラグは、プログラム遅
延とプログラム判定とプログラム制御とプログラム換算
及びプログラム出力フラグで構成している。またレベル
変換手段９は、本実施例では整流回路２の出力点に接続
しているが、次段のフィルタ３に接続しても差し仕えは
ないものである。

【００１９】以上のように構成された誘導加熱炊飯器の
鍋検知装置について、以下その動作について説明する。
交流電源１の供給するＡＣ１００Ｖは、整流回路２とフ
ィルタ３で直流に変換されて、加熱コイル５に供給され
る。鍋１３に有無検知は、普通、保温や炊飯する前と炊
飯の予約タイマーをセットした時に行われる。つまりこ
れは、保温・炊飯等を指示した場合に、使用者がうっか
り鍋１３をセットし忘れていることを、使用者に伝える
ためである。又、炊飯・保温等の動作中においても常に
鍋検知が行われている。これは動作中に、何かの原因で
使用者が誘導加熱炊飯器から鍋を取り去ったりした場合
に、誘導加熱炊飯器の回路が壊れないように、すぐに回
路の動作を停止するためである。

【００２０】誘導加熱炊飯器の加熱起動時の鍋検知は次
のようになっている。普通、図２のように、鍋１３に規
定の電力を印加する場合には、引加電力の起動遅延を行
い、２００から３００Ｗ程度で加熱を開始し規定の電力
まで、ＺＶＰが発生する度に、少しずつ（例えば３０Ｗ
程度）電力が増加するように、規定の電力になるまでＶ
ｃｅリミッタ手段１９の出力に応じて制御手段８が制御
する。その結果、整流回路２とフィルタ３の最低出力電
圧も、図３の実線のように起動時から規定の電力が印加
されるまで少しずつ低下し、規定の電力に達した時に最
も低くなる。また、鍋１３がセットされていない時は、
共振回路４のインピーダンスが大きくなり、共振電流は
小電流で整流回路２とフィルタ３の加熱起動時の出力電
圧は、図３の破線のように変化する。図３から分るよう
に、鍋２の有無によって整流回路の出力電圧波形が大き
く異なっている。規定の電力に到達し、リミッタ手段１
９が、”規定のパワーに達したこと”を判定手段１１に
出力すると、判定手段１１は、鍋有無検知を開始する。
この鍋１３の有無のチェックは、整流回路２の出力電圧
をレベル変換手段９で、取扱い易い５Ｖ程度の電圧に変
換し、その変換された最低電圧を保持するアンダーホー
ルド手段１５の出力電圧測定して行う。

【００２１】図４により鍋有無検知方法について説明す
る。図４（ｂ）のように出力しているＺＶＰ発生手段１
０の検出パルスを出力を、図４（ｃ）のように遅延手段
１４で、例えば３００μｓｅｃ遅延させる。その後に、
その出力の立ち上がりでアンダーホールド手段１５の出
力電圧を測定する。この時の出力電圧が予め決められた
電圧（判定手段のしきい値、例えば３Ｖ）より高ければ
鍋無し、低ければ鍋有りと判断する。この測定をＺＶＰ
発生毎に１５回測定し、予め決められた一定の電圧以下
（例えば３Ｖ以下）が８回以上であれば鍋有りと判定す
る。それ以外であれば、鍋無しと判定する。

【００２２】これによって、本実施例では、加熱起動時
の鍋有無検知は規定の電力に達した後、すなわち整流回
路又はフィルタの電圧が安定してから行うので、より確
実に鍋１３の有無を検知することができるわけである。
制御手段８は、その判定結果を受けてスイッチング素子
７の制御を続行したり停止したりする。

【００２３】誘導加熱炊飯器は、保温と炊飯中では規定
の印加電力が違う為に起動してから規定の電力になるま
での時間、すなわち、起動時間も違う。従来では、保温
時も炊飯時も起動後一定時間で鍋有無判定をしていた
が、本発明のような構成にすることにより、炊飯と保温
の各モード毎に素早く確実に鍋有無検知ができるように
なる。

【００２４】なお、判定手段１１は、普通は１５回以上
出力電圧を測定し、多数決判定を行うようになってい
る。これは、ノイズ等による誤動作を防止するためであ
る。

【００２５】なおまた、遅延・判定・制御・手段・換算
等は本実施例では、マイクロプロセッサ手段１２のプロ
グラムを用いて構成したがハードで構成してもよい。

【００２６】次に、本発明の第二の手段の実施例につい
て図５と図６に基づいて説明する。前記本発明の第一の
手段の実施例と異なる点は、加熱起動直後、制御手段８
が出力する起動時間開始出力から鍋１３に所定の電力が
印加されたことをリミッタ手段１９が検出するまでの起
動時間を遅延手段１４が出力する検出パルス数をカウン
トする事により測定する起動時間測定手段２０と、その
測定された起動時間が予め決められた起動時間と比較し
て、長過ぎたり短過ぎたりした場合には、不正規の鍋で
あると判定する機能を有する判定手段１１とを備えてい
る所である。この起動時間測定手段２０と判定手段１１
はマイクロプロセッサ手段１２内に構成されており、プ
ログラム時間測定とプログラム判定をする様になってい
る。

【００２７】以上のように構成された誘導加熱炊飯器の
鍋検知装置について、以下その動作について説明する。
アルミでできた異なった材料の鍋や、スプーン等の小物
が入ったりすると、共振回路のインピーダンスが変わ
り、起動してから規定のパワーに到達するまでの時間が
変わることに注目している。図６のようにアルミ鍋の時
には起動時間が短く、スプーン等の小物の場合には長く
なる。この事に着目して、起動時間測定手段２０は起動
してから、遅延手段１４が発生する検出パルスをカウン
トし、鍋１３に所定の電力が印加されたことをリミッタ
手段１９が検出し規定のパワーになると、起動時間測定
手段２０がカウントを停止する。このカウント数の測定
結果を予め決められたカウント値と比較し、範囲内で有
れば正規の鍋１３が炊飯器の中に入り、範囲外で有れば
不正規の鍋が炊飯器の中に入ったと判定するようにして
いる。この様にすることにより、いままで異なった種類
の鍋とスプーンやナイフが炊飯器の中に入ったりしても
判定できなかったがこのようにする事により確実に鍋の
違いできるようになった。

【００２８】次に、本発明の第三の手段の実施例につい
て図７と図８に基づいて説明する。前記本発明の第二の
手段の実施例と異なる点は、交流電源電圧を測定する電
源電圧測定手段２２と、その結果により決められた判定
用起動時間を決める判定用時間決定手段２３と、起動時
間測定手段２０により測定された起動時間が、判定用時
間決定手段２３により決められた時間と比較して、長過
ぎたり短過ぎたりした場合には、不正規の鍋であると判
定する機能をもつ判定手段１１とを有している所であ
る。

【００２９】以下本実施例の動作について説明する。図
８のように、電源電圧が高くなると、起動してから規定
のパワーに到達するまでの起動時間は短くなる。電源電
圧が低くなると、起動してから規定のパワーに到達する
までの起動時間は長くなる。起動時間は電源電圧に依存
している。その為に、電源電圧測定手段２２により電源
電圧を測定し、その結果で判定用時間決定手段２３は判
定用の起動時間を決定し、この起動時間測定手段２０で
測定した測定時間と比較して、長過ぎたり短過ぎたりし
た場合には、不正規の鍋であると判定する。このように
する事により鍋違い判定に電源電圧依存性を無くすこと
ができる。すなわち、電源電圧が変動しても確実に鍋違
いを判定できる。この様にすることにより、いままで電
源電圧が変動すると異なった種類の鍋とスプーンやナイ
フが釜の中に入ったりしても判定できなかったのを確実
に鍋を判定できるようになった。

【００３０】上記３つの本発明では、規定の電力になっ
たことを、スイッチング素子のコレクタ電圧の大きさに
よるＶｃｅリミッタ手段で説明したが、入力電流の大き
さによる制御であるＩｉｎリミッタ手段やスイッチング
素子のオン時間による制御であるＴｏｎリミッタ手段を
用いても同じように説明できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第一の手段
によれば、交流電源を整流し直流に変換する整流回路
と、この整流回路に接続され交流成分を取り除くフィル
タと、このフィルタに接続され、加熱コイルと共振コン
デンサとからなる共振回路と、この共振回路に接続され
共振電流を生成するためのスイッチング素子と、鍋に所
定の電力が印加されたことを出力するリミッタ手段と、
リミッタ手段の出力結果により加熱コイルに加わるパワ
ーをスイッチング素子のオンオフ制御により変える制御
手段と、加熱起動してから鍋に所定の電力が印加された
ことをリミッタ手段が検出してから後、前記整流回路又
はフィルタの出力側に接続されその接続点の電圧により
鍋の有無判定を行う判定手段とよりなる誘導加熱炊飯器
の鍋検知装置であり、確実に、鍋の有無の判定を行うこ
とができる装置を得ることができるものである。

【００３２】又本発明の第二の手段によれば、加熱起動
後から鍋に所定の電力が印加されたことをリミッタ手段
が検出するまでの起動時間を測定する起動時間測定手段
と、その測定された起動時間が予め決められた起動時間
と比較して、長過ぎたり短過ぎたりした場合には、不正
規の鍋であると判定する判定手段とを有するもので、確
実に、鍋違いの判定を行うことができるものである。

【００３３】又本発明の第三の手段によれば、加熱起動
後から、鍋に所定の電力が引加されたことをリミッタ手
段が検出するまでの起動時間を測定する起動時間測定手
段と、その測定された起動時間が、交流電源電圧を測定
する電圧測定手段の結果に応じて決められた起動時間と
比較して、長過ぎたり短過ぎたりした場合には、不正規
の鍋であると判定する鍋判定手段とを有するもので、電
源電圧が変動しても、確実に、鍋違いの判定を行うこと
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例を示す誘導加熱炊
飯器の鍋検知装置の回路構成図

【図２】同実施例における誘導加熱炊飯器の印加電力の
変化図

【図３】同実施例における鍋有り時、鍋無し時の整流回
路の出力波形図

【図４】同実施例における鍋有り時、鍋無し時のアンダ
ーホールド手段の出力波形図

【図５】本発明の第二の手段の実施例を示す誘導加熱炊
飯器の鍋検知装置の回路構成図

【図６】同実施例における起動時間とリミッタ手段の出
力電圧の関係を示す図

【図７】本発明の第三の手段の実施例における誘導加熱
炊飯器の鍋検知装置の回路構成図

【図８】同実施例における電源電圧の変化による起動時
間の関係を示す図

【図９】従来の実施例を示す誘導加熱炊飯器の鍋検知装
置の回路構成図

【符号の説明】

２ 整流回路 ３ フィルタ ４ 共振回路 ５ 加熱コイル ６ 共振コンデンサ ７ スイッチング素子 ８ 制御手段 ９ レベル変換手段 １０ ＺＶＰ発生手段 １１ 判定手段 １３ 鍋 １４ 遅延手段 １５ アンダーホールド手段 １９ リミッタ手段 ２０ 起動時間測定手段 ２１ 電源電圧測定手段 ２２ 判定用時間決定手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を整流し直流に変換する整流回
   路と、この整流回路に接続され交流成分を取り除くフィ
   ルタと、このフィルタに接続され、加熱コイルと共振コ
   ンデンサとからなる共振回路と、この共振回路に接続さ
   れ共振電流を生成するためのスイッチング素子と、鍋に
   所定の電力が印加されたことを出力するリミッタ手段
   と、リミッタ手段の出力結果により加熱コイルに加わる
   パワーをスイッチング素子のオンオフ制御により変える
   制御手段と、加熱起動してから鍋に所定の電力が印加さ
   れたことをリミッタ手段が検出してから後、前記整流回
   路又はフィルタの出力側に接続されその接続点の電圧に
   より鍋の有無判定を行う判定手段とよりなる誘導加熱炊
   飯器の鍋検知装置。
2. 【請求項２】 交流電源を整流し直流に変換する整流回
   路と、この整流回路に接続され交流成分を取り除くフィ
   ルタと、このフィルタに接続され、加熱コイルと共振コ
   ンデンサとからなる共振回路と、この共振回路に接続さ
   れ共振電流を生成するためのスイッチング素子と、鍋に
   所定の電力が印加されたことを出力するリミッタ手段
   と、リミッタ手段の出力結果により加熱コイルに加わる
   パワーをスイッチング素子のオンオフ制御により変える
   制御手段と、加熱起動後から鍋に所定の電力が印加され
   たことをリミッタ手段が検出するまでの起動時間を測定
   する起動時間測定手段と、その測定された起動時間が予
   め決められた起動時間と比較して、長過ぎたり短過ぎた
   りした場合には、不正規の鍋であると判定する機能を持
   つ判定手段とを有する誘導加熱炊飯器の鍋検知装置。
3. 【請求項３】 交流電源を整流し直流に変換する整流回
   路と、この整流回路に接続され交流成分を取り除くフィ
   ルタと、このフィルタに接続され、加熱コイルと共振コ
   ンデンサとからなる共振回路と、この共振回路に接続さ
   れ共振電流を生成するためのスイッチング素子と、鍋に
   所定の電力が印加されたことを出力するリミッタ手段
   と、リミッタ手段の出力結果により加熱コイルに加わる
   パワーをスイッチング素子のオンオフ制御により変える
   制御手段と、交流電源電圧を測定する電圧測定手段と、
   その結果に応じて判定用起動時間を決める判定用時間決
   定手段とを有し、起動時間測定手段で測定された起動時
   間と判定用時間決定手段と比較して、長過ぎたり短過ぎ
   たりした場合には、不正規の鍋であると判定する機能を
   持つ判定手段とを有する誘導加熱炊飯器の鍋検知装置。