JPH0670916B2

JPH0670916B2 - 誘導加熱調理装置

Info

Publication number: JPH0670916B2
Application number: JP60209797A
Authority: JP
Inventors: 輝三古谷
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPS6269484A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は誘導加熱調理装置に関し、特に測温によって
調理鍋内の被調理物の加熱状態を制御する誘導加熱調理
装置に関する。

（従来技術）この種の誘導加熱調理装置が、たとえば、昭和59年５月
26日付で公開された特開昭59-91689号公報に開示されて
いる。これは、サーミスタによって計測された温度が所
定温度に達しても、一定時間だけ最大出力で加熱し続け
るようにして、加熱時の立ち上がり特性を改善したもの
である。

（発明が解決しようとする問題点）上述の従来技術では、調理鍋に一定以上の量の被調理物
がある場合には所期の目的を達成できるが、被調理物が
少ないときは逆に異常な温度上昇を来たし、たとえば、
被調理物が天ぷら油などのときは、場合によって発火す
る危険性があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、被調理物の量に
拘わらず、加熱特性がよく、しかも異常な温度上昇を起
こすことのない、誘導加熱調理装置を提供することであ
る。

（問題点を解決するための手段）この発明は、調理鍋を誘導加熱する加熱コイルと、該加
熱コイルの出力を設定する出力設定手段と、該出力設定
手段の設定出力に基づいて前記加熱コイルの出力を制御
する出力制御手段と、前記調理鍋の温度を検出する温度
検出手段と、該温度検出手段の検知温度と設定温度を比
較し、検知温度が設定温度より高いと判断すれば前記加
熱コイルへの出力を停止するよう前記出力制御手段を動
作させる温度制御手段と、調理運転を開始してから前記
温度制御手段で最初に温度温度より検知温度が高いと判
断するまでの連続加熱期間中のうち一定時間を計時する
計時手段と、該計時手段の計時前の前記温度検出手段の
検知温度と前記計時手段の計時後の前記温度検知手段の
検知温度とから温度上昇率を求める温度上昇率計算手段
と、該温度上昇率計算手段で求めた温度上昇率が予め設
定された第１上限値以上か、または前記第１上限値以下
で、かつ前記第１上限値より低い予め設定された第２上
限値以上かどうか比較判断する上昇率比較判断手段と、
該上昇率比較判断手段で前記第１上限値以上と判断され
れば前記出力制御手段で前記加熱コイルの出力を停止さ
せ、また前記第１上限値以上でかつ前記第２上限値以下
であると判断されれば前記出力制御手段で前記加熱コイ
ルの出力を低下させる出力補正手段を備えた構成であ
る。

（作用）被調理物が入れられた調理鍋は、加熱コイルによって誘
導加熱される。被調理物の温度は、温度検出手段によっ
て検出され、検出した温度から温度上昇率計算手段によ
って、被調理物の一定時間内の温度上昇率が求められ
る。この求めた温度上昇率に基づいて、加熱コイルの出
力が、出力制御手段で、たとえば温度上昇率が大きいと
きには停止されるなどして、制御される。

（発明の効果）この発明によれば、温度上昇率に基づいて加熱コイルの
出力を制御するので、温度検出手段たとえばサーミスタ
などの特性，追従性などに影響されず、被調理物の温度
制御が正確に行なえる。したがって、調理鍋に一定以上
の量の被調理物が入れられたときは、被調理物の温度上
昇率が小さくなるので、たとえば高出力で加熱して急速
に適温まで上昇させることができ、被調理物の量が少な
いときは、温度上昇率が大きくなるので、たとえば出力
を低減するなどして適温まで上昇させることができ、加
熱特性特に加熱の立ち上がりが良好である。また、実施
例のように、被調理物の温度上昇率が大きいと出力を停
止するなどすれば異常な温度上昇を生じず、被調理物が
たとえ少量の天ぷら油であったとしても、従来の調理装
置のように発火することはなく、安全である。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点
は、図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

（実施例）第２図はこの発明の一実施例の回路図である。誘導加熱
調理装置は、調理鍋10を載置する天板12を含む。天板12
には、調理鍋10の温度を検出するための温度検知手段と
なるサーミスタ14が設けられる。また、天板12の直下に
はインバータの一部を構成しかつ高周波電流によって高
周波交番磁界を発生する加熱コイル16が設けられる。こ
の加熱コイル16には共振用のコンデンサ20が接続されて
共振回路が構成され、この共振回路には全波整流器18か
らの直流電圧が印加される。コンデンサ20には、フライ
ホイールダイオード22およびスイッチングトランジスタ
24が並列接続される。トランジスタ24のベースには、こ
のスイッチングトランジスタ24のオン，オフを制御する
ための駆動回路26が接続される。駆動回路26は、後述の
制御回路42からの信号を所定の大きさのスイッチング電
圧に増幅するための回路である。

サーミスタ14の一方端には電源＋Vccが接続され、他方
端は抵抗28を通して接地される。サーミスタ14と抵抗28
との協働によって得られる分圧出力がＡ／Ｄ変換器30に
入力される。Ａ／Ｄ変換器30には、さらに、出力調整用
の、すなわち被調理物の温度設定用の可変抵抗器34から
の電圧が与えられる。詳しくいうと、可変抵抗器34に
は、協働して電圧＋Vccを分圧するための固定抵抗が直
列接続され、その摺動子34aがＡ／Ｄ変換器30に接続さ
れる。

Ａ／Ｄ変換器30からの出力は、マイクロコンピュータ36
の入力ポートに与えられる。マイクロコンピュータ36に
は、制御用のプログラムなどを格納しておくためのROM
や、CPUによる制御の際にデータの一時格納を行ない、
かつ制御に必要な種々のフラグのための領域やカウンタ
の領域を有するRAMが含まれ、サーミスタ14の検知温度
と設定温度を比較し、検知温度が設定温度より高いと判
断すれば前記加熱コイル16への出力を停止するよう後述
する制御回路42を動作させる温度制御手段と、一定時間
を計時する計時手段と、温度上昇率を求める温度上昇率
計算手段と、第１上限値及び第２上限値を有する上昇率
比較判断手段とを有している。マイクロコンピュータ36
の出力ポートの出力端Ａ、Ｂ及びＣからの信号は、それ
ぞれ、トランジスタ38、40および出力制御手段となる制
御回路42に与えられている。前記マイクロコンピュータ
36、トランジスタ38、40とが協働して出力補正手段を構
成する。マイクロコンピュータ36の出力ポートの出力端
A,BおよびＣからの信号は、それぞれ、トランジスタ38,
40および制御回路42に与えられる。

上述の可変抵抗器34と連動する可変抵抗器44には、協働
して電圧＋Vccを分圧するための固定抵抗46および48が
直接接続され、その摺動子44aからの電圧が制御回路42
に与えられる。可変抵抗器44と固定抵抗48との接続点に
は、抵抗50および52が共通接続され、これら抵抗50およ
び52は、さらにトランジスタ38および40のコレクタにそ
れぞれ接続される。トランジスタ38および40は、それぞ
れ、pnp型のものとして構成され、そのベース入力すな
わち出力端ＡおよびＢからの信号がローレベルになると
オンする。逆に、出力端ＡおよびＢからの信号がハイレ
ベルのとき、トランジスタ38および40はオフ状態とな
る。トランジスタ38および40のオンまたはオフによっ
て、抵抗50および52から抵抗48への流入電流が変化する
ため、摺動子44aの出力電圧もそれに応じて変化する。
したがって、摺動子44aが一定の位置に設定されていて
も、トランジスタ38および40の状態すなわち出力端Ａお
よびＢの信号に応じて、摺動子44aには、異なる電圧が
出力される。

第３図は第２図に示す制御回路の一例を示す回路図であ
る。制御回路42は、周波数制御回路54およびデューティ
制御回路56を含む。

第２図に示す可変抵抗器44の摺動子44aが比較器58のプ
ラス端子に接続され、マイクロコンピュータ36の出力端
Ｃがインバータ60の入力に接続される。また、スイッチ
ングトランジスタ24のコレクタ電圧は、共振電圧検知回
路62に与えられるとともに、デューティ制御回路56のト
ランジスタ64のエミッタに印加される。共振電圧検知回
路62は、トランジスタ24のコレクタ電圧を検知し、この
電圧が所定レベル以下になったときハイレベルの信号を
出力する回路である。

インバータ60の出力は、オアゲート66を介して周波数制
御回路54を停止させるためのリセット回路68に与えられ
るとともに、デューティ制御回路56の禁止回路96の能動
化信号として与えられる。

周波数制御回路54は比較器58および70を含む。前述の比
較器58のマイナス端子には、ダイオードなどを介して端
子t1およびt2が接続され、この端子t1およびt2には、加
熱コイル16の電流を検知するための変流器（図示せず）
が接続される。比較器58の出力端子には、抵抗を通し
て、出力電圧を保持するためのコンデンサ72が接続され
る。コンデンサ72には、リセット回路68からのハイレベ
ル信号に応じて充電電荷を放電させるためのトランジス
タ74が接続される。また、比較器58の出力端子は、ま
た、比較器70のマイナス端子に接続され、比較器70のプ
ラス端子は、所定の時定数に設定された抵抗76およびコ
ンデンサ78の直列接続点に接続される。コンデンサ78に
は、共振電圧検知回路62からのハイレベルの信号に応じ
て充電電荷の放電を行なうためのトランジスタ80が並列
接続される。比較器70からの出力は、共振電圧検知回路
62の出力およびリセット回路68の出力とともに、ノアゲ
ート82に入力される。

デューティ制御回路56は、比較器84,86およびフリップ
フロップ100などを含む。比較器84の出力端子には、抵
抗88および90ならびにコンデンサ92を含む発振回路94が
接続される。比較器84のプラス端子には、マイクロコン
ピュータ36の出力端Ｃからのハイレベルの信号に応じて
発振回路94の動作を停止させるための禁止回路96が接続
される。比較器86のプラス端子は、前述の周波数制御回
路54に含まれる比較器58のプラス端子に接続され、マイ
ナス端子には発振回路94のコンデンサ92の端子電圧が与
えられる。比較器86の出力端子には、零ボルト検知信号
の検知タイミングで出力を通過させるためのゲート回路
98が接続される。ゲート回路98は２つのナンドゲートを
含み、それぞれの出力は、フリップフロップ100の対応
の入力に与えられる。フリップフロップ100の出力には
遅延回路102を通してオアゲート66の入力に与えられ
る。また、遅延回路102の出力は、遅延期間中にコンデ
ンサ20（第２図）の電荷をトランジスタ64を通して放電
させるための放電回路104に与えられる。

第３図回路の動作において、電源スイッチがオンされる
と、デューティ制御回路56の発振回路94が発振を開始
し、コンデンサ92は充放電を繰り返す。このコンデンサ
92の電圧は、比較器86のマイナス端子に与えられる。一
方、プラス端子には、可変抵抗器44の摺動子44aの電圧
が与えられていて、比較器86は、マイナス端子の電圧が
プラス端子の電圧より高くなると、ローレベルを出力
し、低くなるとハイレベルを出力する。この比較器86の
出力は、ゲート回路98を介して、フリップフロップ100
に供給されてこのフリップフロップ100をセットし、ま
たはリセットする。このフリップフロップ100からの信
号が遅延回路102およびオアゲート66を介してリセット
回路68に入力される。このようにして、このデューティ
制御回路56では可変抵抗器44の摺動子44aの位置すなわ
ち設定温度に応じて、加熱コイル16を含むインバータの
デューティ比を制御する。

一方、周波数制御回路54では、比較器58のマイナス端子
に、加熱コイル16の検知電流が電圧に変換されて入力さ
れる。このマイナス端子の電圧がそのプラス端子の電圧
すなわち摺動子44aの電圧より高いときは、比較器58は
ハイレベルを出力し、低いときはローレベルを出力す
る。したがって、コンデンサ72には、摺動子44aの位置
に応じた周期で充電電圧が供給される。この充電電圧
は、比較器70のマイナス端子に入力される。比較器70の
プラス端子には、トランジスタ80のオン，オフに応じて
充放電を繰り返すコンデンサ78の電圧が供給される。ト
ランジスタ80は、共振電圧検知回路62がトランジスタ24
のコレクタ電圧が所定電圧以下になったことを検出した
ときオンし、それ以外はオフしている。比較器70は、プ
ラス端子がマイナス端子より高くなったとき、ハイレベ
ルを出力し、低くなったときローレベルを出力する。そ
して、さらに比較器70の出力は、共振電圧検知回路62の
出力ならびにリセット回路68の出力とともにノアゲート
82に供給される。したがって、ノアゲート82は、共振電
圧検知回路62,比較器70およびリセット回路68のいずれ
もがローレベルのときのみ、駆動回路26にハイレベルの
駆動信号を供給する。駆動回路26は、その駆動信号を増
幅してトランジスタ24にスイッチング電圧を与え、それ
をオンさせる。このようにして、加熱コイル16は、デュ
ーティ制御回路56で規定されたオン期間に、周波数制御
回路54で決定された周波数で高周波交番磁界を発生する
ことになる。

後述の加熱コイル16の出力P₁,P₂またはP₃の変更は、こ
のようにマイクロコンピュータ36でデューティ制御回路
56および周波数制御回路54を制御することにより行なわ
れる。

次に、第２図を参照して、第4A図および第4B図に示すフ
ロー図に基づいて、この実施例の動作について説明す
る。

まず、所望の被調理物を入れた調理鍋10が天板12に載置
される。そして、被調理物の種類に合わせて、たとえ
ば、第１図に示す温度ｃ℃が、連動する可変抵抗器34お
よび44によって設定される。その後、電源スイッチがオ
ンされる。

最初のステップS1では、マイクロコンピュータ36は、そ
の出力端ＡおよびＢからともにハイレベルの信号を出力
する。応じて、加熱コイル16の出力は最大出力P₁に設定
される。

次のステップS3では、マイクロコンピュータ36によって
サーミスタ14の温度がａ℃（第１図）に到達したかどう
かが判別される。このステップS3は、Ａ／Ｄ変換器30か
らの温度データを参照することによって実行され得る。

サーミスタ14の温度がａ℃に到達すれば、次のステップ
S5において、マイクロコンピュータ36は、RAM（図示せ
ず）のタイマ領域に時間τを設定する。この時間τは、
第１図に示すように、温度上昇率を求めるための時間間
隔である。そして、次のステップS7で、タイマのディク
リメントが開始される。

その後、ステップS9において、マイクロコンピュータ36
は、タイマが“0"になったかどうか、すなわち時間τが
カウントされたかどうかが判断される。そして、もし、
タイムアップしたのであれば、マイクロコンピュータ36
は、そのときの温度ａ′℃を取り込み、この温度ａ′℃
と先の温度ａ℃とに基づいてタイミングT₁から時間τに
おける被調理物の温度上昇率αを計算する。

次のステップS13において、マイクロコンピュータ36
は、求めた温度上昇率αがROM（図示せず）に予め設定
された温度上昇率の第１上限値となる上限値K₁以上かど
うかを判断する。

温度上昇率αが上限値K₁以上であれば、そのまま出力P₁
で加熱を続ければ異常な温度上昇を来たす恐れがあるの
で、ステップS15において、マイクロコンピュータ36
は、その出力端Ｃにローレベルの信号を出力する。応じ
て、このステップS15において、加熱コイル16の出力が
停止される。

すなわち、マイクロコンピュータ36の出力端Ｃに出力さ
れたローレベルの信号は、インバータ60で反転されてハ
イレベルの信号として、オアゲート66を介してリセット
回路68に与えられるとともに、デューティ制御回路56の
禁止回路96に与えられる。リセット回路68からハイレベ
ルが出力されるため、ノアゲート82の出力はローレベル
となって、駆動回路26からスイッチング電圧が供給され
なくなる。そのため、トランジスタ24がオフし続け、加
熱コイル16からの出力すなわち交番磁界の発生が停止さ
れる。したがって、異常な温度上昇が完全に防止でき
る。

先のステップS11において求められた温度上昇率αが上
限値K₁以上でなければ、さらにステップS17で、温度上
昇率αが予め設定している第２上限値となる下限値K₂以
上かどうかが判断される。温度上昇率αが上限値K₁より
小さくかつ下限値K₂以上であれば、次のステップS19に
おいて、加熱コイル16の出力は、第１図に示すように、
P₂に変更される。

すなわち、温度上昇率αが下限値K₂以上と判断されれ
ば、マイクロコンピュータ36はその出力端Ａからローレ
ベルの信号を出力する。そうすると、トランジスタ38が
オンして抵抗50に電流が流れる。そのため、抵抗48へは
抵抗50からの電流も流入するため、この抵抗48の電圧も
上昇する。そうすると、摺動子44aの電圧は、先の出力P
₁のときと同一位置であっても増加する。したがって、
比較器58および86（第３図）の設定電圧（プラス端子）
がともに大きくなり、周波数制御回路54はインバータの
発振周波数を低下させるとともに、デューティ制御回路
56はデューティ比を小さくする。したがって、次のステ
ップS21において、加熱コイル16の出力はP₁からP₂に変
更される。そのため、被調理物の量に応じた最適の加熱
特性となる。

温度上昇率αが下限値K₂以上でなければ、次のステップ
S23において、加熱コイル16は出力P₁が維持されて運転
される。したがって、加熱特性すなわち加熱の立ち上が
りが十分急峻になる。

次のステップS25において、サーミスタ14の温度がｂ℃
に到達したかどうかが判断される。サーミスタ14の温度
がｂ℃に到達すれば、次のステップS27でRAMのタイマに
再び時間τが設定される。そして、次のステップS29
で、タイマのディクリメントが開始される。次いでステ
ップS31において、タイマが“0"になったかどうか、す
なわちタイミングT₃から時間τがカウントされたかどう
かが判断される。そして、もしタイムアップしたのであ
れば、マイクロコンピュータ36は、次のステップS33に
おいて、また、そのときのサーミスタ14の温度ｂ′℃の
データを取り込み、温度ｂ℃とｂ′℃とに基づいて時間
τにおける温度上昇率βを計算する。

次のステップS35において、マイクロコンピュータ36
は、求めた温度上昇率βが所定の上限値K₁以上かどうか
を判断する。温度上昇率βが上限値K₁以上であれば、次
のステップS37において、先のステップS15と同様にし
て、出力が停止される。

温度上昇率βが上限値K₁以上でなければ、さらに、次の
ステップS39で温度上昇率βが下限値K₂以上かどうかが
判断される。温度上昇率βが下限値K₂以上であれば、次
のステップS41において、加熱コイル16の出力はP₃に変
更される。

すなわち、ステップS39で温度上昇率βが下限値K₂以上
と判断されれば、マイクロコンピュータ36は出力端Ａお
よびＢにローレベルを出力する。そうすると、トランジ
スタ38および40が同時にオンし、摺動子44aの電圧は、
抵抗50および52を介して抵抗48へ流入する電流によって
大きく増加する。したがって、比較器58および86の設定
電圧は大きくなる。そうすると、周波数制御回路54によ
る出力周波数は大きく低下するとともに、デューティ制
御回路56のデューティ比は大幅に小さくなる。したがっ
て、次のステップS43において、加熱コイル16は出力P₃
で運転されることになる。

温度上昇率βが下限値K₂以上でなければ、次のステップ
S45において、出力P₁またはP₂が維持されて運転され
る。

次のステップS47において、サーミスタ14の温度が設定
された温度ｃ℃に到達したかどうかが判断される。サー
ミスタ14の温度がｃ℃に到達すれば、次のステップS49
において、第１図に示すように、出力P₁,P₂またはP₃の
いずれかで、デューティ運転が行なわれる。

すなわち、Ａ／Ｄ変換器30からの温度データによってｃ
℃に到達したことが判断されると、マイクロコンピュー
タ36はその出力端Ｃにローレベルの信号を出力する。こ
のローレベルの信号によって、求めた温度上昇率が上限
値K₁の場合と同様に、デューティ制御回路56および周波
数制御回路54が停止され、したがって加熱コイル16から
の出力が停止する。

出力が停止すると、被調理物の温度は低下する。この温
度低下はサーミスタ14によって検知される。被調理物の
温度が低下してサーミスタ14の温度がｄ℃になると、マ
イクロコンピュータ36はその出力端Ｃに再びハイレベル
を出力し、したがって先と同じ出力P₁,P₂またはP₃で運
転される。このように、被調理物の温度が設定値に到達
すると、デューティ運転が行われ、被調理物はほぼ一定
温度に保たれる。

なお、上述の実施例では、出力はP₁,P₂またはP₃の３段
階であったが、さらにより多くの段階による出力の制御
も可能であろう。

また、上述の実施例では、出力を変更するために、周波
数とデューティ比とを同時に制御するようにした。しか
しながら、このような方法に限らず、これらの要素を個
別に制御して出力を変化させてもよいことはもちろんで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の動作を説明するための時
間に対する温度および出力の状態を示すグラフである。第２図はこの発明の一実施例の回路構成を示す回路図で
ある。第３図は第２図の制御回路の一例を示す回路図である。第4A図および第4B図はこの実施例の動作を説明するため
のフロー図である。図において、10は調理鍋、14はサーミスタ、16は加熱コ
イル、34,44は可変抵抗器、36はマイクロコンピュー
タ、38,40はトランジスタ、42は制御回路、46,48,50,52
は固定抵抗を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】調理鍋を誘導加熱する加熱コイルと、該加
熱コイルの出力を設定する出力設定手段と、該出力設定
手段の設定出力に基づいて前記加熱コイルの出力を制御
する出力制御手段と、前記調理鍋の温度を検出する温度
検出手段と、該温度検出手段の検知温度と設定温度を比
較し、検知温度が設定温度より高いと判断すれば前記加
熱コイルへの出力を停止するよう前記出力制御手段を動
作させる温度制御手段と、調理運転を開始してから前記
温度制御手段で最初に設定温度より検知温度が高いと判
断するまでの連続加熱期間中のうち一定時間を計時する
計時手段と、該計時手段の計時前の前記温度検出手段の
検知温度と前記計時手段の計時後の前記温度検知手段の
検知温度とから温度上昇率を求める温度上昇率計算手段
と、該温度上昇率計算手段で求めた温度上昇率が予め設
定された第１上限値以上か、または前記第１上限値以下
で、かつ前記第１上限値より低い予め設定された第２上
限値以上かどうか比較判断する上昇率比較判断手段と、
該上昇率比較判断手段で前記第１上限値以上と判断され
れば前記出力制御手段で前記加熱コイルの出力を停止さ
せ、また前記第１上限値以上でかつ前記第２上限値以下
であると判断されれば前記出力制御手段で前記加熱コイ
ルの出力を低下させる出力補正手段を備えたことを特徴
とする誘導加熱調理装置。