JP2565946B2

JP2565946B2 - 複合調理器

Info

Publication number: JP2565946B2
Application number: JP62300418A
Authority: JP
Inventors: 政幸青木
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-11-28
Filing date: 1987-11-28
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: KR890009221A; JPH01143187A; KR910006176B1

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、電子レンジとしての高周波誘電加熱、お
よび電磁調理器としての電磁誘導加熱を可能とする複合
調理器に関する。

（従来の技術）最近、インバータ回路を備え、電子レンジとしての高
周波誘電加熱、および電磁調理器としての電磁誘導加熱
を可能とする複合調理器が開発され、実用化されつつあ
る。

このような複合調理器では、電磁誘導加熱時、負荷で
あるところの鍋が適正かどうかを判別し、不適正であれ
ば直ちにインバータ回路の動作を停止して安全を確保す
る必要がある。

（発明が解決しようとする問題点）そこで、一般の電磁調理器のように負荷検出回路を設
けることが考えられるが、負荷検出回路は部品点数が多
くてコストが高く、しかも調整が難しいなどの問題があ
る。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、コストの上昇を招くこと
なく、また難しい調整を要することもなく、電磁誘導加
熱時の十分な安全な確保することができる信頼性にすぐ
れた複合調理器を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）インバータ回路への入力電流を検知する入力電流検知
手段と、この入力電流検知手段からの信号に基づき入力
電流算出値を算出する算出手段と、この算出手段からの
入力電流算出値に基づき前記インバータ回路による加熱
出力を設定出力に制御する出力制御手段と、電磁誘導加
熱時、前記入力電流算出値とこの入力電流算出値に応じ
て自動的に変化する負荷検出用設定値との比較により負
荷が適正かどうか判別する負荷判別手段と、この判別結
果が不適正のとき前記インバータ回路の動作を停止する
停止手段とを設ける。

（作用）電磁誘導加熱時、インバータ回路への入力電流算出値
が負荷検出用設定値以下では負荷が不適正と判断し、イ
ンバータ回路の動作を停止する。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。

第２図において、１は複合調理器の本体で、前面にド
ア２を開閉自在に枢支するとともに、上面にトッププレ
ート３を備えている。

ドア２に対応する本体１内には加熱室（図示しない）
が配設され、その加熱室内には後述するマグネトロン44
から高周波電波が供給されるようになっている。さら
に、加熱室内には食品載置用のターンテーブル（図示し
ない）が設けられている。

トッププレート３に対応する本体１内には、そのトッ
ププレート３の下面と離間対向して後述の加熱コイル50
が設けられている。

本体１の前面と上面とが連接するコーナ部は操作部４
となっている。この操作部４は、見易いようにしかも操
作し易いように傾斜をもたせてあり、そこには電磁誘導
加熱設定用のクックプレートキー５、高周波誘電加熱設
定用のレンジキー６、出力設定用のアップキー７、出力
設定用のダウンキー８、スタートキー９、取消キー10、
時間設定つまみ11、表示器12が設けられている。

制御回路を第１図に示す。

20は商用交流電源で、その電源20にヒューズ21、ドア
スイッチ22a、ドアスイッチ22b、マグネトロンサーマル
23を介してドアモニタスイッチ（ショートスイッチ）22
cが接続される。

電源20に、ヒューズ21、ドアスイッチ22a、リレー接
点72a、メインリレー接点71a、ドアスイッチ22b、マグ
ネトロンサーマル23を介して加熱室内照明ランプ（庫内
灯）24が接続される。そして、加熱室内照明ランプ24に
対し、ターンテーブル駆動モータ25が並列に接続され
る。

電源20に、ヒューズ21、ドアスイッチ22a、メインリ
レー接点71a、ドアスイッチ22b、マグネトロンサーマル
23を介してマグネトロン冷却用および加熱コイル冷却用
のブロアモータ26が接続される。

さらに、電源20に、ヒューズ21、ドアスイッチ22a、
メインリレー接点71a、ドアスイッチ22b、マグネトロン
サーマル23を介してインバータ回路30が接続される。

インバータ回路30は、ダイオードブリッジ31,チョー
クコイル32,平滑コンデンサ33からなる整流回路を有
し、その整流回路の出力端に高圧トランス40の一次コイ
ル40aおよび加熱コイル50のそれぞれ一端を接続してい
る。そして、一次コイル40の他端をリレー接点（双方向
性接点）73aの常閉側を介して共振コンデンサ34の一端
に接続し、共振コンデンサ34の他端を上記整流回路の他
端に接続している。さらに、加熱コイル50の他端をリレ
ー接点73aの常開側を介して共振コンデンサ34の一端に
接続している。

つまり、リレー接点73aの非作動時は、一次コイル40a
と共振コンデンサ34とで直列共振回路が形成される。リ
レー接点73aが作動すると、加熱コイル50と共振コンデ
ンサ34とで直列共振回路が形成される。

共振コンデンサ34にはスイッチング素子たとえばNPN
型のパワートランジスタ35のコレクタ・エミッタ間で並
列に接続されるとともに、ダンパダイオード（フライホ
イール）36が並列に接続される。なお、パワートランジ
スタ35とダンパダイオード36は一つにパッケージ化され
ている。

パワートランジスタ35は、オン，オフによって上記共
振回路を励起するもので、それにより一次コイル40aま
たは加熱コイル50に高周波電流が流れるようになってい
る。

高圧トランス40の二次コイル40bには高圧コンデンサ4
1および高圧ダイオード42,43からなる倍電圧整流回路を
介してマグネトロン44のアノード・カソード間が接続さ
れる。そして、マグネトロン44のアノードは接地され、
ヒータ（カソード）は高圧トランス40の二次コイル40c
に接続される。

一方、電源20に対し、ヒューズ21およびマグネトロン
サーマル23を介して降圧トランス27の一次コイルが接続
され、その二次コイルに制御部60が接続される。

制御部60は、調理器全般にわたる制御を行なうもの
で、電源回路61、マイクロコンピュータ62、リレー駆動
回路63、D/A（ディジタル／アナログ）コンバータ64、
タイミング回路65、発振回路66、パルス幅変調回路（PW
M回路）であるところの比較器67、ベースドライブ回路6
8を有している。

リレー駆動回路63は、メインリレー71およびリレー7
2,73を駆動するものである。

D/Aコンバータ64は、マイクロコンピュータ62からの
出力設定指令に対応する電圧レベルの出力設定信号を発
する。

タイミング回路65は、インバータ回路30のスイッチン
グによる損失を最小とするべく、インバータ回路30にお
ける平滑コンデンサ33の電圧およびポワートランジスタ
35のコレクタ電圧を取込み、それに応じて発振回路66の
発振タイミングを決定するものである。

発振回路66は、鋸歯状波信号を発生する。

比較器67は、発振回路66から発せられる鋸歯状波信号
をD/Aコンバータ64からの出力設定信号によってパルス
幅変調するものである。

ベースドライブ回路68は、比較器67の出力によってイ
ンバータ回路30のトランジスタ35をオン，オフ駆動する
ものである。

しかして、マイクロコンピュータ62に前記操作部４が
接続される。

さらに、インバータ回路30への入力ラインにカレント
トランス80が設けられる。このカレントトランス80はそ
の出力を整流するブリッジ整流器81と共に入力電流検知
手段を構成しており、ブリッジ整流器81の出力はマイク
ロコンピュータ62に供給される。

つぎに、上記のような構成において第３図を参照しな
がら作用を説明する。

トッププレート３に鍋51を載置するとともに、操作部
４のクックプレートキー５を押圧する。さらに、所望の
調理時間を時間設定つまみ11で設定するとともに、所望
の出力をアップキー７またはダウンキー８で設定する。

このとき、表示器４で“クックプレート”の文字が表
示されるとともに、設定調理時間が数値表示される。さ
らに、表示器４において、設定出力に対応する数の発光
素子が点灯する。

スタートキー９を押圧すると、マイクロコンピュータ
62がリレー71,72を動作させる。リレー71が動作する
と、接点71aがオンし、インバータ回路30およびブロア
モータ26への通電路が形成される。リレー73が動作する
と、接点73aの常開側が閉成し、加熱コイル50が選択さ
れる。

さらに、マイクロコンピュータ62は、上記設定出力に
基づく出力設定指令を発する。この出力設定指令はD/A
コンバータ64でアナログ値の出力設定信号に変換され、
比較器67に供給される。

また、発振回路66から鋸歯状波信号が発せられ、それ
が比較器67でパルス幅変調される。

すなわち、出力設定信号の電圧が鋸歯状波信号の電圧
より高いとき、比較器67の出力電圧は高レベルとなる。
出力設定信号の電圧が鋸歯状波信号の電圧より低いと
き、比較器67の出力電圧は低レベルとなる。

比較器67の出力はベースドライブ回路68で増幅され、
パワートランジスタ35のベース・エミッタ間に印加され
る。

パワートランジスタ35がオンすると、そのパワートラ
ンジスタ35のコレクタ・エミッタ間を通して加熱コイル
50に電流が流れる。パワートランジスタ35がオフする
と、加熱コイル50に流れた電流が共振コンデンサ34を充
電するようになる。そして、今度は共振コンデンサ34か
ら加熱コイル50へ電流が流れる。

こうして、パワートランジスタ35のオン，オフによっ
て加熱コイル50に高周波電流が流れ、その加熱コイル50
から高周波磁界が発せられる。高周波磁界はトッププレ
ート３を通して鍋51に与えられ、鍋51に渦電流を生じさ
せる。渦電流が生じると、渦電流損によって鍋51が自己
発熱し、内部の食品が加熱される。つまり、調理の開始
となる。

タイミング回路65は、平滑コンデンサ33の電圧（整流
電圧）とパワートランジスタ35のコレクタ電圧との交点
にタイミングを合わせてトリガパルスを発生し、発振回
路66にトリガをかける。これにより、パワートランジス
タ35は自身のコレクタ電圧が低い状態でオンすることに
なり、パワートランジスタ35のスイッチングの損失を少
なくすることができる。

設定調理時間が経過すると、マイクロコンピュータ62
がリレー71,73の動作を停止する。リレー71の動作が停
止すると、接点71aがオフし、インバータ回路30への通
電路が遮断される。つまり、調理の終了となる。

一方、加熱室内のターンテーブルに食品を収めてドア
２を閉成するとともに、操作部４のレンジキー６を押圧
する。さらに、所望の調理時間を時間設定つまみ11で設
定するとともに、所望の出力をアップキー７またはダウ
ンキー８で設定する。

このとき、表示器４で“レンジ”の文字が表示される
とともに、設定調理時間が数値表示される。さらに、表
示器４において、設定出力に対応する数の発光素子が点
灯する。

スタートキー９を押圧すると、マイクロコンピュータ
62がリレー71,72を動作させる。

リレー71,72が動作すると、接点71a,72aがオンし、イ
ンバータ回路30,加熱室内照明ランプ24,ターンテーブル
駆動モータ25,ブロアモータ26への通電路が形成され
る。

なお、リレー73は動作しないので、接点73aの常閉側
が閉成しており、高圧トランス40の一次コイル40aが選
択される。

しかして、電磁誘導加熱と同様にインバータ回路30が
動作し、一次コイル40aに高周波電流が流れる。そし
て、二次コイル40bに生じる電圧が倍電圧整流されてマ
グネトロン44に印加されることにより、マグネトロン44
が発振動作する。マグネトロン44が発振動作すると、加
熱室内に高周波電波が供給され、高周波誘電加熱の開始
となる。

設定調理時間が経過すると、マイクロコンピュータ62
がリレー71,72の動作を停止する。リレー71の動作が停
止すると、接点71aがオフし、インバータ回路30への通
電路が遮断される。つまり、調理の終了となる。

ところで、インバータ回路30の動作時、インバータ回
路30への入力電流がカレントトランス80で検知され、そ
の検知電流に対応するレベルの直流電圧がブリッジ整流
器81からマイクロコンピュータ62に供給される。

マイクロコンピュータ62は、ブリッジ整流器81の出力
からインバータ回路30への入力電流の平均値または実行
値を算出し（算出手段に相当する）、その入力電流算出
値が出力制御用設定値（設定出力に対応）よりも小さく
なると出力設定信号のレベルを高め、パワートランジス
タ35のオン期間を長くする。逆に、入力電流算出値が出
力制御用設定値よりも大きくなると出力設定信号のレベ
ルを低め、パワートランジスタ35のオン期間を短くする
（出力制御手段に相当する）。

パワートランジスタ35のオン期間が長くなると、加熱
コイル50または一次コイル40aに流れる高周波電流が大
きくなり、出力が上昇する。オン期間が短くなると、加
熱コイル50または一次コイル40aに流れる高周波電流が
小さくなり、出力が下降する。

したがって、電磁誘導加熱時、鍋51が標準鍋と異なっ
ても、それにかかわらず出力を設定出力に維持すること
ができる。すなわち、インバータ回路30の素子に過負荷
がかかることがなく、素子の寿命向上となる。さらに
は、適正な加熱が可能であり、信頼性の向上が図れる。

また、高周波誘電加熱時は、マグネトロン44の温度変
化にかかわらず出力を設定出力に維持することができ、
適正な加熱を行なうことができる。

なお、加熱コイル50をリレー接点73aの常開側に接続
しているので、たとえばリレー73のコイルに断線故障が
生じた場合、加熱コイル50への通電を直ちに遮断するこ
とになり、安全である。

ところで、電磁誘導加熱時、マイクロコンピュータ62
は、ブリッジ整流器81の出力に基づく算出値（入力電流
の平均値または実行値）と負荷検出用設定値Vsとを比較
し、負荷が適正かどうかを判別する。

すなわち、第４図に示すように、スタートキー９の押
圧時のt₁からt₂にかけてt det時間だけ負荷検出のため
の弱出力動作を行なう。このとき、トッププレート３上
に鍋51が無ければ、インバータ回路30への入力電流は小
さく、ブリッジ整流器81の出力電圧は第６図のように低
レベルとなる。また、トッププレート３上にアルミニウ
ム製の不適正鍋が置かれていたり、あるいはフォークや
ナイフ等の金属性の小物が置かれている場合、インバー
タ回路30への入力電流はやはり小さく、ブリッジ整流器
81の出力電圧は第７図のように低レベルとなる。

マイクロコンピュータ62は、負荷検出用設定値Vsを有
しており、その設定値Vsを初めは低いレベルに維持す
る。そして、入力電流算出値と負荷検出用設定値Vsとを
時間t₂において比較し、入力電流算出値が負荷検出用設
定値Vsより低ければ負荷が不適正と判断する（負荷判別
手段に相当する）その後、t off時間後のt₄からt₅にかけて同じくt det
時間だけ負荷検出のための弱出力動作を繰返す。なお、
この弱出力については、フォークやナイフ等の小物が発
熱しないような値に定めている。

しかして、t₂時間からt₄時間に至る途中のt₃時間です
でに適正鍋が置かれていたとする。このとき、t₂時間で
の弱出力動作に合わせてインバータ回路30への入力電流
が増大し、ブリッジ整流器81の出力電圧は第５図のよう
に高レベルとなる。

こうして、t₅時間において入力電流算出値が負荷検出
用設定値Vsを超えると、マイクロコンピュータ62は出力
設定信号のレベルを設定出力に対応する目標値にへと順
次高めていき、実質的な電磁誘導加熱を開始する。

なお、非動作のt off時間は、使用者が不自然さを感
じない程度の約1.5秒〜２秒に定めている。また、非動
作のt off時間と弱出力動作のt det時間との比は、フォ
ークやナイフ等の小物が熱せられない程度に定めてい
る。

加熱の開始時、出力の増大に伴ってインバータ回路30
への入力電流が増大する。このとき、マイクロコンピュ
ータ62は、入力電流算出値の増大に負荷検出用設定値Vs
を追従させる。そして、出力が設定出力に達して安定す
ると（t₆時間）、そのときの負荷検出用設定値Vsをその
まま保持する。

調理中のt₇時間において使用者がトッププレート３上
の鍋をずらしていくと、鍋無しの状態に近付くため、イ
ンバータ回路30への入力電流が小さくなっていく。

入力電流が小さくなると、（入力電流算出値が小さく
なると）、マイクロコンピュータ62は本来の出力制御を
働かせて出力設定信号のレベルを高めようとする。ただ
し、それは無負荷に近い状態でありながら無理に出力を
上げようとするものであり、インバータ回路30のパワー
トランジスタ35にストレス（過電圧）をかけることにな
る。

しかして、このとき、負荷検出用設定値Vsが高めに保
持されているので、入力電流が小さくなるに従って入力
電流算出値はすぐに負荷検出用設定値Vs以下となる。入
力電流算出値が負荷検出用設定値Vs以下になると、マイ
クロコンピュータ62は負荷が不適正と判断し、直ちにイ
ンバータ回路30の動作を停止する（停止手段に相当す
る）。したがって、トランジスタ35にストレスをかかる
ように不具合を防ぐことができる。

このように、トッププレート３上に鍋51が無い場合、
フォークやナイフ等の金属性の小物が置かれている場
合、あるいはアルミニウム製の不適正鍋が置かれている
場合、それを自動的に検知して電磁誘導加熱を実行しな
いようにしたので、インバータ回路30の素子に過負荷を
与えることがなく、安全である。しかも、フォーク，ナ
イフ，空缶などの不要な加熱を防ぐことができ、使用者
が火傷することがない。

特に、調理器全般の制御を行なうマイクロコンピュー
タ62により、負荷が適正かどうかを判断するようにした
ので、負荷検出のための構成要素としてはカレントトラ
ンス80およびブリッジ整流器81を設けるだけでよく、部
品点数が少なくて低コストである。しかも、難しい調整
は不要である。

実質的には、出力制御用の入力電流検知手段であるカ
レントトランス80およびブリッジ整流器81を兼用してい
るので、非常に低コストである。

また、負荷検出用設定値Vsを加熱開始後の入力電流の
増大に追従させ、鍋51の移動に際して直ちにインバータ
回路30の動作を停止するようにしたので、インバータ回
路30のパワートランジスタ35にストレスをかけることが
なく、パワートランジスタ35の破壊を未然に防ぐことが
できる。

尚、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

［発明の効果］以上述べたようにこの発明によれば、インバータ回路
への入力電流を検知する入力電流検知手段を設け、この
入力電流検知手段からの信号に基づき入力電流算出値を
算出する算出手段を設け、この算出手段からの入力電流
算出値に基づき前記インバータ回路による加熱出力を設
定出力に制御する出力制御手段を設け、電磁誘導加熱
時、前記入力電流算出値とこの入力電流算出値に応じて
自動的に変化する負荷検出用設定値との比較により負荷
が適正かどうか判別する負荷判別手段を設け、この判別
結果が不適正のとき前記インバータ回路の動作を停止す
る停止手段を設けたので、コストの上昇を招くことな
く、また難しい調整を要することもなく、電磁誘導加熱
時の十分な安全を確保することができる信頼性にすぐれ
た複合調理器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における制御回路の構成を
示す図、第２図は同実施例の外観斜視図、第３図は第１
図における各部の電圧波形を示す図、第４図ないし第７
図はそれぞれ同実施例の作用を説明するための図であ
る。１……本体、２……ドア、３……トッププレート、４…
…操作部、30……インバータ回路、40……高圧トラン
ス、44……マグネトロン、50……加熱コイル、60……制
御部、62……マイクロコンピュータ（算出手段、出力制
御手段、負荷判別手段、停止手段）、80……カレントト
ランス。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インバータ回路を備え、高周波誘電加熱お
よび電磁誘導加熱を可能とする複合調理器において、前記インバータ回路への入力電流を検知する入力電流検
知手段と、この入力電流検知手段からの信号に基づき入力電流算出
値を算出する算出手段と、この算出手段からの入力電流算出値に基づき前記インバ
ータ回路による加熱出力を設定出力に制御する出力制御
手段と、電磁誘導加熱時、前記入力電流算出値とこの入力電流算
出値に応じて自動的に変化する負荷検出用設定値との比
較により負荷が適正かどうか判別する負荷判別手段と、この判別結果が不適正のとき前記インバータ回路の動作
を停止する停止手段とを具備したことを特徴とする複合調理器。
【請求項２】負荷判別手段は、負荷が適正と判別した場
合には、加熱出力を設定出力に向けて増加させ、これに
ともなって入力電流算出値が増大するにつれて負荷検出
用設定値を増大させ、加熱出力が設定出力に達して安定
したら負荷検出用設定値をそのまま保持するようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複合調理
器。
【請求項３】高周波誘電加熱と電磁誘導加熱を切換える
リレーを有し、そのリレー接点の常閉側に高周波誘電加
熱の高圧トランスの一次コイルを接続し、常開側に電磁
誘導加熱の加熱コイルを接続したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項記載の複合調理器。