JPH0765943A

JPH0765943A - 電磁調理器

Info

Publication number: JPH0765943A
Application number: JP21431093A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takimoto; 等滝本; Teruya Tanaka; 照也田中
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-08-30
Filing date: 1993-08-30
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、とろ火から強火まで入力一定制御
状態で非適性負荷を確実に検知することを目的とする。【構成】加熱コイル７に流れるインバータ電流を検知
するインバータ電流検知部１９と、交流電源１からの入
力電流を検知する入力電流検知部２０と、交流電源１の
周波数を検知する周波数検知部２７と、検知された周波
数を基に交流電圧の半周期におけるインバータ電流又は
入力電流の少なくとも何れかの最大値を求め該最大値を
負荷検知信号としてマイコン２４に入力させる最大サン
プリング値検知部２９とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ方式の電磁
調理器に関し、特に無負荷、アルミ鍋などの非適性負荷
を検知する検知手段を有する電磁調理器に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】電磁調理器は火を使わず安全で熱効率に
優れており、家庭一般用、あるいは業務用として急速に
普及しつつある。このような電磁調理器においては、負
荷が適正でない場合、鍋が浮いたり、電磁調理器の要素
部品が損傷するおそれがあるという問題があり、非適性
負荷（無負荷、アルミ鍋）検知は不可欠なものとなって
いる。従来の電磁調理器ではマイコン制御方式の場合、
負荷検知に必要な信号、すなわち入力電流検知信号、イ
ンバータ電流検知信号、スイッチング素子のオン時間信
号をＡＤ変換し平均化処理を施した値に基づいてマイコ
ンで負荷検知を行っているが、使用地域により商用電源
周波数が変わっても負荷検知信号の平均値が変わらない
ように、ＡＤ変換期間を長く設定している。以下、これ
を図を用いて説明する。

【０００３】図２２は、従来のマイコン制御式電磁調理
器の回路構成を示している。同図において交流電源（商
用電源）１からの交流が全波整流器２で整流され、さら
に平滑コンデンサ３で平滑されることにより直流電源
（交直変換部）４が構成されている。２個のスイッチン
グ素子８，９が直流電源４の両出力端子間に直列に接続
されており、各々のスイッチング素子８，９に逆向きに
並列接続されたダイオード１０，１１と、２個のスイッ
チング素子８，９の接続点に接続された加熱コイル７
と、加熱コイル７に接続された共振コンデンサ５，６と
でハーフブリッジ型のインバータ回路が構成されてい
る。１４は２個のスイッチング素子８，９をオン・オフ
制御する制御回路であり、基準発振器１６、入力を設定
する入力設定回路２３、設定入力に基づくオン時間信号
Ｖ_onの送出及び負荷検知信号入力に基づき負荷検知を行
うマイコン２４、オン時間信号Ｖ_onを基準発振器１６の
発振信号と比較してオン時間信号Ｖ_onに対応するオン時
間のパルス信号を送出するＰＷＭ発振器１７、パルス信
号に基づいて２個のスイッチング素子８，９を交互にオ
ンさせる駆動回路１５、負荷検知のためにカレントトラ
ンス１３で検知された交流電源１からの入力電流に対応
した電圧Ｖ_inを出力する入力電流検知回路２０、カレン
トトランス１２で検知されたインバータ回路の加熱コイ
ル７に流れるインバータ電流に対応する電圧Ｖ_invを出
力するインバータ電流検知回路１９、Ｖ_on、Ｖ_in、Ｖ
_invを一定期間、一定間隔でサンプリングするＡＤコン
バータ２１、サンプリングされた値の平均値を求めマイ
コン２４に入力するサンプリング値平均部２２、マイコ
ン２４で非適性負荷と検知されたとき、加熱停止指令を
ＰＷＭ発振器１７に送る発振停止回路１８とで構成され
ている。

【０００４】上述のように構成された従来のハーフブリ
ッジ型インバータ方式の電磁調理器の動作を説明する
と、直流電源４に対し２個のスイッチング素子８，９を
交互にオン・オフされることによりインバータ回路の加
熱コイル７、共振コンデンサ５，６に高周波の電流、即
ちインバータ電流を供給して加熱コイル７に近接した負
荷を加熱する。このとき、制御回路１４では、ＰＷＭ発
振器１７で基準発振器１６から送出された一定周波数の
基準発振信号とマイコン２４から出力されたオン時間信
号Ｖ_onを比較してオン時間を設定し、駆動回路１５によ
り設定されたオン時間を有する一定周波数の駆動パルス
を２個のスイッチング素子８，９に交互に送出してい
る。このようなハーフブリッジ型インバータ方式の電磁
調理器は、スイッチング素子８，９のオン時間を大きく
すると入力が増加し、入力をゼロから連続的に可変する
ことが可能である。

【０００５】このような加熱動作の中でマイコン制御方
式の電磁調理器では、負荷検知を次のような方式で行っ
ている。先ず、ＡＤコンバータ２１において、図２３、
図２４に示すように、入力電流検知信号Ｖ_in、及びイン
バータ電流検知信号Ｖ_invを１ｍｓｅｃ固定間隔（Δ
ｔ）でサンプリングし、これらをサンプリング値平均部
２２で平均化する。オン時間信号も同様に平均化する。
サンプリング期間Ｔ₁は商用電源周波数が変わっても、
また負荷検知信号のどの位相からサンプリングを開始し
ても平均値が等しくなるよう３００ｍｓｅｃと十分長く
とっている。図２５はオン時間と入力電流検知信号平均
値Ｖ_inの関係を表した図であるが、負荷が適正な場合と
無負荷の場合とで特性が異なり、図中に示すような負荷
判断線ｆ₁（オン時間信号平均値Ｖ_onに関する関数）に
より無負荷を検知することができるため、サンプリング
・平均化した後マイコンでｆ₁（Ｖ_on）を計算し、これ
をＶ_inと比較して無負荷を検知している。同時に、図２
６はオン時間とインバータ電流検知信号平均値Ｖ_invの
関係を表した図であるが、負荷が適正な場合とアルミ鍋
の場合とで特性が異なり、図中に示すような負荷判断線
ｆ₂（オン時間信号平均値Ｖ_onに関する関数）によりア
ルミ鍋を検知することができるため、マイコンでｆ
₂（Ｖ_on）を計算し、これをＶ_invと比較してアルミ鍋
を検知している。ここで非適性負荷と検知されればオン
時間を０にして加熱を停止し、適性負荷と検知したなら
ば、その後、一定時間Ｔ₂（５ｍｓｅｃ）かけて入力一
定制御などのインバータ制御を行い、再び負荷検知を行
うためサンプリングを開始する。

【０００６】ところで、図２５、図２６からわかるよう
に、両関係ともあるオン時間未満では適性負荷、非適性
負荷の特性が類似するため明確な区別が困難になってい
る。これまで述べたのは、両関係とも非適性負荷検知が
可能な最小限のオン時間（判別オン時間、図中Ｔ_upで示
す）以上で一定入力連続加熱を行う場合のものであり、
オン時間がＴ_up未満で連続加熱する場合の負荷検知は以
下のような方式で行っている。すなわち、図２７、図２
８に示すように、瞬時的に判別オン時間Ｔ_upまで上げ、
負荷検知信号が定常状態になるまで待ち（Ｔ₃〜６ｍｓ
ｅｃ）、それからサンプリング・平均化を行って非適性
負荷の検知を行い（Ｔ₁＝３００ｍｓｅｃ）、非適性負
荷と検知されればオン時間を０にして加熱を停止し、適
性負荷と検知されれば元のオン時間に戻す。この動作を
一定のインターバル（Ｔ₀＝３ｓｅｃ）を設けて繰り返
す。これによりオン時間が小さい場合でも負荷検知を行
いながら連続加熱を行うことができるが、インターバル
期間Ｔ₀に対しオン時間をＴ_upまで立ち上げて負荷検知
を行うまでの時間Ｔ₃＋Ｔ₁の割合が大きいため一定入
力にはなっていない。図２９は適性負荷の場合のオン時
間変更に伴い入力が変動する様子を示しているが、入力
１００Ｗの期間Ｔ₀が長くても、実際の入力は平均する
と１３７Ｗになってしまう。従来の負荷検知方式ではサ
ンプリング期間Ｔ₁は固定であるため、入力を一定に近
づけるためにはインターバル期間Ｔ₀を長くするしかな
いが、非適性負荷の検知が遅れるためこれ以上長く設定
することができない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
マイコン制御方式の電磁調理器では、オン時間が小さい
場合、言い換えれば入力が低い場合は、一定入力の連続
加熱を行うことはできず、とろ火から強火まで入力一定
制御可能な電磁調理器を実現することができない。ま
た、アルミ鍋では入力を上げると加熱コイルとの間に反
発力が発生する特性があり、鍋が軽量である場合、ＡＤ
変換期間が長いために鍋が浮いたり横ずれしたりするお
それがあるという問題もあった。

【０００８】そこで、本発明は、とろ火から強火まで入
力一定制御状態で非適性負荷を確実に検知することがで
きかつ安全な電磁調理器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第１に、交流電源からの交流電圧を整流
して直流電圧を得る交直変換部と、スイッチング素子、
加熱コイル及び共振コンデンサを含んで構成され、前記
スイッチング素子が周期的にオン・オフされることによ
り前記直流電圧を高周波に変換して前記加熱コイルに供
給し負荷を加熱するインバータ回路と、設定入力に基づ
き前記スイッチング素子のオン時間を設定するとともに
負荷検知信号を入力して負荷検知を行うマイコンとを有
する電磁調理器において、前記加熱コイルに流れるイン
バータ電流を検知するインバータ電流検知部と、前記交
流電源からの入力電流を検知する入力電流検知部と、前
記交流電源の周波数を検知する周波数検知部と、該周波
数検知部で検知された周波数を基に前記交流電圧の半周
期における前記インバータ電流又は入力電流の少なくと
も何れかの最大値を求め該最大値を負荷検知信号として
前記マイコンに入力させる最大サンプリング値検知部と
を有することを要旨とする。

【００１０】第２に、交流電源からの交流電圧を整流し
て直流電圧を得る交直変換部と、スイッチング素子、加
熱コイル及び共振コンデンサを含んで構成され、前記ス
イッチング素子が周期的にオン・オフされることにより
前記直流電圧を高周波に変換して前記加熱コイルに供給
し負荷を加熱するインバータ回路と、設定入力に基づき
前記スイッチング素子のオン時間を設定するとともに負
荷検知信号を入力して負荷検知を行うマイコンとを有す
る電磁調理器において、前記加熱コイルに流れるインバ
ータ電流を検知するインバータ電流検知部と、前記交流
電源からの入力電流を検知する入力電流検知部と、前記
交流電源の周波数を検知する周波数検知部と、該周波数
検知部で検知された周波数を基に前記交流電圧の半周期
における前記インバータ電流又は入力電流の少なくとも
何れかの平均値を求め該平均値を負荷検知信号として前
記マイコンに入力させるサンプリング値平均部とを有す
ることを要旨とする。

【００１１】第３に、交流電源からの交流電圧を整流し
て直流電圧を得る交直変換部と、スイッチング素子、加
熱コイル及び共振コンデンサを含んで構成され、前記ス
イッチング素子が周期的にオン・オフされることにより
前記直流電圧を高周波に変換して前記加熱コイルに供給
し負荷を加熱するインバータ回路と、設定入力に基づき
前記スイッチング素子のオン時間を設定するとともに負
荷検知信号を入力して負荷検知を行うマイコンとを有す
る電磁調理器において、前記加熱コイルに流れるインバ
ータ電流を検知するインバータ電流検知部と、前記交流
電源からの入力電流を検知する入力電流検知部と、前記
交流電源の周波数を検知する周波数検知部と、前記交流
電圧のゼロ電圧値を検出するゼロクロス検知部と、前記
周波数検知部で検知された周波数を基に前記ゼロ電圧値
からの前記交流電圧の４分の１周期における前記インバ
ータ電流又は入力電流の少なくとも何れかの平均値を求
め該平均値を負荷検知信号として前記マイコンに入力さ
せるサンプリング値平均部とを有することを要旨とす
る。

【００１２】

【作用】上記構成において、第１に、スイッチング素子
のオン時間と入力電流検知信号最大値の関係特性は、負
荷が適正な場合と無負荷の場合とで異なり、負荷判断線
を設定することにより無負荷を検知することが可能であ
る。また、オン時間とインバータ電流検知信号最大値の
関係特性は、負荷が適正な場合とアルミ鍋の場合とで特
性が異なり、負荷判断線を設定することによりアルミ鍋
を検知することが可能である。負荷検知信号である上記
の入力電流信号又はインバータ電流信号の最大値は、各
信号の１周期分、即ち交流電源からの交流電圧の半周期
分（５０Ｈｚで１０ｍｓｅｃ、６０Ｈｚで８．３ｍｓｅ
ｃ）さえあればどの位相からサンプリングしても求めら
れる。このため、負荷検知信号のサンプリング時間を大
幅に減少させることが可能となる。非適性負荷検知が可
能な最小限のオン時間未満でとろ火等の連続加熱を行う
場合は、あるインターバル期間をおいてオン時間を瞬時
的に判別オン時間まで上げ、上記のサンプリング時間で
負荷検知信号のサンプリングを行う。サンプリング時間
はインターバル期間に対しごく短かいため、とろ火加熱
のような低入力時でも一定入力の連続加熱を実現するこ
とが可能となる。これにより、とろ火から強火まで入力
一定制御状態で非適性負荷を確実に検知することが可能
となる。

【００１３】第２に、無負荷又はアルミ鍋等の非適性負
荷は、入力電流検知信号又はインバータ電流検知信号の
平均値を用いても検知することが可能である。これら負
荷検知信号の平均値は、前記と同様に、各信号の１周期
分、即ち交流電源からの交流電圧の半周期分だけとれ
ば、どの位相から開始しても同じになる。したがって、
前記と同様に、とろ火から強火まで入力一定制御状態で
非適性負荷を確実に検知することが可能になり、これに
加えてノイズの影響が軽減されて耐ノイズに対する信頼
性を高めることが可能となる。

【００１４】第３に、上記の負荷検知信号の平均値は、
交流電源からの交流電圧がゼロ電圧となる位相からサン
プリングを開始することにより、その交流電圧の４分の
１周期分だけとれば、その値は常に同じになる。したが
ってサンプリング時間をさらに短かくすることができ
て、とろ火から強火まで一層入力一定制御状態で非適性
負荷を確実に検知することが可能となり、さらには耐ノ
イズ性を高めることが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１乃至図７は本発明の第１実施例を示す図であ
る。なお、図１及び後述の第２実施例、第３実施例を示
す図８、図１３において前記図２２における機器及び素
子等と同一ないし均等のものは前記と同一符号を以って
示し重複した説明を省略する。

【００１６】まず、電磁調理器の構成を説明すると、本
実施例では、図１に示すように、制御回路３１に、ＡＤ
コンバータ２１でサンプリングされたオン時間信号
Ｖ_on、入力電流に対応した電圧Ｖ_in、インバータ電流に
対応した電圧Ｖ_invの各値について最大値を求めマイコ
ンに入力する最大サンプリング値検知部２９、商用電源
１の周波数を検知する商用周波数検知回路２７、商用周
波数検知信号に基づきＡＤコンバータ２１のサンプリン
グ間隔を切り換えるサンプリング間隔切換部２８が備え
られている。２５，２６は分圧抵抗であり、この分圧抵
抗２５，２６により商用電源１からの交流電圧を適宜に
分圧して商用周波数検知回路２７に入力させる。

【００１７】次に、上述のように構成されたハーフブリ
ッジ型インバータ方式の電磁調理器の動作を説明する。
直流電源４に対し２個のスイッチング素子８，９を交互
にオン・オフさせることによりインバータ回路の加熱コ
イル７、共振コンデンサ５，６に高周波の直流、即ちイ
ンバータ電流を供給して加熱コイル７に近接した負荷を
加熱する。このとき、制御回路１４では、ＰＷＭ発振器
１７で基準発振器１６から送出された一定周波数の基準
発振信号とマイコン２４から出力されたオン時間信号Ｖ
_onを比較してオン時間を設定し、駆動回路１５により設
定されたオン時間を有する一定周波数の駆動パルスを２
個のスイッチング素子８，９に交互に送出している。

【００１８】このような加熱動作の中で本実施例では、
負荷検知を次のような方式で行う。すなわち、入力電流
検知信号、インバータ電流検知信号の最大値を検知し
て、これをオン時間信号の最大値（オン時間信号は直流
なので平均値と言っても良い）に基づいて演算した値と
比較して非適性負荷を検知する。負荷検知信号の最大値
は、負荷検知信号の１周期分さえあればどの位相からサ
ンプリングを開始しても求められる。このため、従来の
負荷検知方式に対してサンプリング期間が大幅に減少す
る。

【００１９】そこで、先ず、加熱開始前に商用周波数検
知回路２７にて商用電源周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚか
を検知し、サンプリング切換部２８にてサンプリング間
隔Δｔを商用電源の半周期分の時間（５０Ｈｚならば１
０ｍｓｅｃ、６０Ｈｚならば８．３ｍｓｅｃ）を所定等
間隔に分けた時間に切り換えるようＡＤコンバータ２１
に指令する。例えば、本実施例ではサンプリング間隔Δ
ｔを商用電源の半周期分の時間を１０等分に分けた時間
とし、５０Ｈｚならば１ｍｓｅｃ、６０Ｈｚならば０．
８３ｍｓｅｃに切換える。ＡＤコンバータ２１では所定
等間隔数＋１回のサンプリングを行う。これにより商用
電源周波数が５０Ｈｚ、６０Ｈｚいずれの場合もサンプ
リング期間は負荷検知信号の１周期分の期間になる。

【００２０】連続加熱時では、図２、図３に示すように
入力電流検知信号Ｖ_in、及びインバータ電流検知信号Ｖ
_invを１周期分１０等分の間隔でサンプリングし、これ
らの中から最大サンプリング値を最大サンプリング値検
知部２９で検知する。オン時間信号も同様に最大サンプ
リング値を検知する。図４はオン時間と入力電流検知信
号最大値Ｓ_inの関係を表した図であるが、負荷が適正な
場合と無負荷の場合とで特性が異なり、図中に示すよう
な負荷判断線ｆ₁（オン時間信号最大値Ｓ_onに関する関
数）により無負荷を検知することができるため、最大サ
ンプリング値を検知した後マイコンでｆ₁（Ｓ_on）を計
算し、これをＳ_inと比較して無負荷を検知する。同時
に、図５はオン時間とインバータ電流検知信号最大値Ｓ
_invの関係を表した図であるが、負荷が適正な場合とア
ルミ鍋の場合とで特性が異なり、図中に示すような負荷
判断線ｆ₂（オン時間信号最大値Ｓ_onに関する関数）に
よりアルミ鍋を検知することができるため、マイコンで
ｆ₂（Ｓ_on）を計算し、これをＳ_invと比較してアルミ
鍋を検知する。ここで非適性負荷と検知されればオン時
間を０にして加熱を停止し、適性負荷と検知したなら
ば、その後、一定時間Ｔ₂（５０Ｈｚならば５ｍｓｅ
ｃ、６０Ｈｚならば４．１５ｍｓｅｃ）かけて入力一定
制御などのインバータ制御を行い、再び負荷検知を行う
ためサンプリングを開始する。

【００２１】ところで、図４、図５からわかるように、
両関係ともあるオン時間未満では適性負荷、非適性負荷
の特性が類似するため明確な区別が困難になっている。
これまで述べたのは、両関係とも非適性負荷検知が可能
な最小限のオン時間（判別オン時間、図中Ｔ_upで示す）
以上で一定入力連続加熱を行う場合のものであり、オン
時間がＴ_up未満で連続加熱する場合の負荷検知は以下の
ような方式で行っている。すなわち、図６、図７に５０
Ｈｚの例で示すように、瞬時的に判別オン時間Ｔ_upまで
上げ、負荷検知信号が定常状態になるまで待ち（Ｔ₃〜
６ｍｓｅｃ）、それからサンプリング・最大値検知を行
って非適性負荷の検知を行い（５０ＨｚではＴ₁＝１０
ｍｓｃｅ、６０ＨｚではＴ₁＝８．３ｍｓｅｃ）、非適
性負荷と検知されればオン時間を０にして加熱を停止
し、適性負荷と検知されれば元のオン時間に戻す。この
動作を一定のインターバル（Ｔ₀＝３ｓｅｃ）を設けて
繰り返す。

【００２２】上述のように、本実施例ではインターバル
期間Ｔ₀に対しオン時間をＴ_upまで立ち上げて負荷検知
を行うまでの時間Ｔ₃＋Ｔ₁の割合が、従来の負荷検知
方式に対して大幅に低減する。オン時間変更に伴い入力
は変動するが、この期間がインターバル期間に対し微少
であるため、ほぼ一定入力とみなすことができる。例え
ば、従来例で示したオン時間変更に伴い入力が変動する
様子を表した図２９で考えれば、５０Ｈｚの場合Ｔ₁は
１０ｍｓｅｃとなり、実際の入力は平均しても１０２Ｗ
で、ほぼ１００Ｗ一定入力とみなすことができる。ま
た、アルミ鍋を検知する場合、入力を上げる期間が大幅
に低減されたため、鍋が浮いたり横ずれしたりするおそ
れがない。したがって、とろ火から強火まで入力一定制
御可能でかつ安全なマイコン制御方式の電磁調理器を提
供することができる。

【００２３】図８乃至図１２には、本発明の第２実施例
を示す。本実施例は、前記第１実施例で説明した回路構
成に対し、ＡＤコンバータで出力されたサンプリング値
の最大値を求めマイコンに入力する最大サンプリング値
検知部２９を、ＡＤコンバータで出力されたサンプリン
グ値の平均値を求めマイコンに入力するサンプリング値
平均部２２に置換えた構成になっている。

【００２４】作用を説明すると、負荷検知信号のサンプ
リング方法は第１実施例と同じであるが、本実施例では
マイコン入力としてサンプリング値の平均値を求める。
この時、サンプリング開始時の負荷検知信号の位相と終
了時の位相が必ず一致するため、負荷検知信号のどの位
相から開始しても平均値は同じになる。また、この値は
従来の負荷検知方式の場合の平均値と等しい。

【００２５】連続加熱時では、図９、図１０に示すよう
に入力電流検知信号Ｖ_in、及びインバータ電流検知信号
Ｖ_invを等間隔でサンプリングし、これらをサンプリン
グ値平均部２２で平均化する。オン時間信号も同様に平
均化する。前述したように、ここで求められる平均値は
従来の負荷検知方式の場合と等しくなるため、オン時間
と負荷検知信号平均値Ｖ_inの関係、及びオン時間とイン
バータ電流検知信号平均値Ｖ_invの関係は各々、従来例
で示した図２５、図２６と同じになる。これらの特性に
基づいた無負荷、アルミ鍋の検知の仕方及びその後のイ
ンバータ制御は第１実施例と同じである。判別オン時間
Ｔ_up未満での連続加熱する場合の負荷検知方法も第１実
施例と同じで、図１１、図１２に５０Ｈｚの例で示すよ
うに、瞬時的に判別オン時間Ｔ_upまで上げ、負荷検知信
号が定常状態になるまで待ち（Ｔ₃〜６ｍｓｅｃ）、そ
れからサンプリング・平均化を行って非適性負荷の検知
を行い（５０ＨｚではＴ₁＝１０ｍｓｅｃ、６０Ｈｚで
はＴ₁＝８．３ｍｓｅｃ）、非適性負荷と検知されれば
オン時間を０にして加熱を停止し、適性負荷と検知され
れば元のオン時間に戻す。この動作を一定のインターバ
ル（Ｔ₀＝３ｓｅｃ）を設けて繰り返す。

【００２６】上述のように、本実施例は、第１実施例と
全く同じ効果が得られるが、本実施例では第１実施例に
対してさらに次の点で優れている。すなわち、第１実施
例では最大サンプリング値１点のみを用いて負荷検知を
行うため、もし負荷検知信号の最大値にノイズが重畳さ
れていたら誤判断するおそれがある。これに対し本実施
例ではサンプリング値全てを平均化するため、ノイズの
影響は軽減される。このため、第１実施例に比べて耐ノ
イズに対する信頼性が高い。

【００２７】図１３乃至図２１には、本発明の第３実施
例を示す。本実施例は、第２実施例で説明した回路構成
に対し、制御回路３３内に商用電源電圧が０になるとこ
ろを検出するゼロクロス検知回路３０を付加した構成に
なっている。

【００２８】作用を説明すると、本実施例では、負荷検
知信号のサンプリングを行う時、ゼロクロス検知回路３
０からの同期信号に基づきサンプリング開始時の負荷検
知信号の位相を常に同じにする。このようにすればサン
プリング期間の長さにかかわらず平均値は常に同じにな
る。すなわち、商用電源が０Ｖになるところをゼロクロ
ス検知回路３０が検知して、同期パルス信号Ｖ_acをＡＤ
コンバータ２１に送出する。ＡＤコンバータ２１はこの
同期パルス信号Ｖ_acを受けてから所定時間ｔ_a待って負
荷検知信号のサンプリングを開始する。サンプリング間
隔の設定及び商用電源周波数による切り換えは第１，２
実施例と同じであるが、サンプリング回数ｃはｔ_a＋サ
ンプリング期間が負荷検知信号の半周期以内になるよう
に設定しておく。本実施例ではｔ_a＝０、ｃ＝６として
いる。

【００２９】連続加熱では、図１４、図１５、図１６、
図１７に示すように、ＡＤコンバータ２１にて同期パル
ス信号Ｖ_ac発生と同時に入力電流検知信号Ｖ_in、及びイ
ンバータ電流検知信号Ｖ_invを６回サンプリングし、こ
れらをサンプリング値平均部２２で平均化する。オン時
間信号も同様に平均化する。図１８はオン時間と同期式
の入力電流検知信号平均値Ｖ’_inの関係を表した図であ
るが、負荷が適正な場合と無負荷の場合とで特性が異な
り、図中に示すような負荷判断線ｆ₁（同期式のオン時
間信号平均値Ｖ’_onに関する関数）により無負荷を検知
することができるため、サンプリング・平均化した後マ
イコンでｆ₁（Ｖ’_on）を計算し、これをＶ’_inと比較
して無負荷を検知する。同時に、図１９はオン時間と同
期式のインバータ電流検知信号最大値Ｖ’_invの関係を
表した図であるが、負荷が適正な場合とアルミ鍋の場合
とで特性が異なり、図中に示すような負荷判断線ｆ
₂（オン時間信号最大値Ｖ’_onに関する関数）によりア
ルミ鍋を検知することができるため、マイコンでｆ
₂（Ｖ’_on）を計算し、これをＶ’_invと比較してアル
ミ鍋を検知する。ここで非適性負荷と検知されればオン
時間を０にして加熱を停止し、適性負荷と検知したなら
ば、その後、一定時間Ｔ₂（５０Ｈｚならば５ｍｓｅ
ｃ、６０Ｈｚならば４．１５ｍｓｅｃ）かけて入力一定
制御などのインバータ制御を行い、再び負荷検知を行う
ためサンプリングを開始する。判別オン時間Ｔ_up未満で
の連続加熱する場合の負荷検知方法も第１，２実施例と
同じで、図２０、図２１に５０Ｈｚの例で示すように、
瞬時的に判別オン時間Ｔ_upまで上げ、負荷検知信号が定
常状態になってから同期パルス信号が発生するまで待ち
（Ｔ₃〜６〜１０ｍｓｅｃ）、それからサンプリング・
平均化を行って非適性負荷の検知を行い（５０Ｈｚでは
Ｔ₁＝５ｍｓｅｃ、６０ＨｚではＴ₁＝４．１５ｍｓｅ
ｃ）、非適性負荷と検知されればオン時間を０にして加
熱を停止し、適性負荷と検知されれば元のオン時間に戻
す。この動作を一定のインターバル（Ｔ₀＝３ｓｅｃ）
を設けて繰り返す。

【００３０】上述のように、本実施例は、第２実施例と
全く同じ効果が得られるが、本実施例では負荷検知信号
のサンプリング期間を負荷検知信号の１周期よりも短く
することができるため、第２実施例に比べて負荷検知を
速くすることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１に、交流電源の周波数を検知する周波数検知部と、
その検知された周波数を基に交流電源からの交流電圧の
半周期におけるインバータ電流又は交流電源からの入力
電流の少なくとも何れかの最大値を求めその最大値を負
荷検知信号としてマイコンに入力させる最大サンプリン
グ値検知部とを具備させたため、負荷検知信号のサンプ
リング時間を大幅に減少させることができて、とろ火か
ら強火まで入力一定制御状態で非適性負荷を確実に検知
することができる。

【００３２】第２に、周波数検知部で検知された周波数
を基に交流電源の交流電圧の半周期におけるインバータ
電流又は入力電流の少なくとも何れかの平均値を求め、
その平均値を負荷検知信号としてマイコンに入力させる
サンプリング値平均部を具備させたため、上記第１の効
果に加えてさらにノイズの影響が軽減されて耐ノイズ性
を高めることができる。

【００３３】第３に、交流電源からの交流電圧のゼロ電
圧値を検知するゼロクロス検知部と、周波数検知部で検
知された周波数を基に前記ゼロ電圧値からの交流電圧の
４分の１周期におけるインバータ電流又は入力電流の少
なくとも何れかの平均値を求めその平均値を負荷検知信
号としてマイコンに入力させるサンプリング値平均部と
を具備させたため、負荷検知信号のサンプリング時間を
さらに短かくすることができて、とろ火から強火まで一
層の入力一定制御状態で非適性負荷を確実に検知するこ
とができ、さらには前記と同様に耐ノイズ性を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁調理器の第１実施例を示す回
路図である。

【図２】上記第１実施例において連続加熱時の入力電流
検知信号のサンプリング動作を説明するための図であ
る。

【図３】上記第１実施例において連続加熱時のインバー
タ電流検知信号のサンプリング動作を説明するための図
である。

【図４】上記第１実施例において負荷毎のオン時間と入
力電流検知信号最大値の関係を示す特性図である。

【図５】上記第１実施例において負荷毎のオン時間とイ
ンバータ電流検知信号最大値の関係を示す特性図であ
る。

【図６】上記第１実施例においてオン時間が非適性負荷
検知が可能な最小限のオン時間未満で適性負荷加熱時の
負荷検知動作を説明するための図である。

【図７】上記第１実施例においてオン時間が非適性負荷
検知が可能な最小限のオン時間未満で加熱時のアルミ鍋
検知動作を説明するための図である。

【図８】本発明の第２実施例を示す回路図である。

【図９】上記第２実施例において連続加熱時の入力電流
検知信号のサンプリング動作を説明するための図であ
る。

【図１０】上記第２実施例において連続加熱時のインバ
ータ電流検知信号のサンプリング動作を説明するための
図である。

【図１１】上記第２実施例においてオン時間が非適性負
荷検知が可能な最小限のオン時間未満で適性負荷加熱時
の負荷検知動作を説明するための図である。

【図１２】上記第２実施例においてオン時間が非適性負
荷検知が可能な最小限のオン時間未満で加熱時のアルミ
鍋検知動作を説明するための図である。

【図１３】本発明の第３実施例を示す回路図である。

【図１４】上記第３実施例において交流電源周波数が５
０Ｈｚで連続加熱時の入力電流検知信号のサンプリング
動作を説明するための図である。

【図１５】上記第３実施例において交流電源周波数が５
０Ｈｚで連続加熱時のインバータ電流検知信号のサンプ
リング動作を説明するための図である。

【図１６】上記第３実施例において交流電流周波数が６
０Ｈｚで連続加熱時の入力電流検知信号のサンプリング
動作を説明するための図である。

【図１７】上記第３実施例において交流電源周波数が６
０Ｈｚで連続加熱時のインバータ電流検知信号のサンプ
リング動作を説明するための図である。

【図１８】上記第３実施例において負荷毎のオン時間と
入力電流検知信号平均値の関係を示す特性図である。

【図１９】上記第３実施例において負荷毎のオン時間と
インバータ電流検知信号平均値の関係を示す特性図であ
る。

【図２０】上記第３実施例においてオン時間が非適性負
荷検知が可能な最小限のオン時間未満で適性負荷加熱時
の負荷検知動作を説明するための図である。

【図２１】上記第３実施例においてオン時間が非適性負
荷検知が可能な最小限のオン時間未満で加熱時のアルミ
鍋検知動作を説明するための図である。

【図２２】従来の電磁調理器の回路図である。

【図２３】上記従来例において連続加熱時の入力電流検
知信号のサンプリング動作を説明するための図である。

【図２４】上記従来例において連続加熱時のインバータ
電流検知信号のサンプリング動作を説明するための図で
ある。

【図２５】上記従来例において負荷毎のオン時間と入力
電流検知信号平均値の関係を示す特性図である。

【図２６】上記従来例において負荷毎のオン時間とイン
バータ電流検知信号平均値の関係を示す特性図である。

【図２７】上記従来例においてオン時間が非適性負荷検
知が可能な最小限のオン時間未満で適性負荷加熱時の負
荷検知動作を説明するための図である。

【図２８】上記従来例においてオン時間が非適性負荷検
知が可能な最小限のオン時間未満で加熱時のアルミ鍋検
知動作を説明するための図である。

【図２９】上記従来例において適性負荷の場合のオン時
間変更に伴い入力が変動する様子を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１交流電源２全波整流器４直流電源（交直変換部）５，６共振コンデンサ７加熱コイル８，９スイッチング素子１９インバータ電流検知回路２０入力電流検知回路２１ＡＤコンバータ２２サンプリング値平均部２３入力設定回路２４マイコン２７商用周波数検知回路（周波数検知部）２８サンプリング間隔切換部２９最大サンプリング値検知部３０ゼロクロス検知回路３１，３２，３３制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源からの交流電圧を整流して直流
電圧を得る交直変換部と、スイッチング素子、加熱コイ
ル及び共振コンデンサを含んで構成され、前記スイッチ
ング素子が周期的にオン・オフされることにより前記直
流電圧を高周波に変換して前記加熱コイルに供給し負荷
を加熱するインバータ回路と、設定入力に基づき前記ス
イッチング素子のオン時間を設定するとともに負荷検知
信号を入力して負荷検知を行うマイコンとを有する電磁
調理器において、前記加熱コイルに流れるインバータ電
流を検知するインバータ電流検知部と、前記交流電源か
らの入力電流を検知する入力電流検知部と、前記交流電
源の周波数を検知する周波数検知部と、該周波数検知部
で検知された周波数を基に前記交流電圧の半周期におけ
る前記インバータ電流又は入力電流の少なくとも何れか
の最大値を求め該最大値を負荷検知信号として前記マイ
コンに入力させる最大サンプリング値検知部とを有する
ことを特徴とする電磁調理器。
【請求項２】交流電源からの交流電圧を整流して直流
電圧を得る交直変換部と、スイッチング素子、加熱コイ
ル及び共振コンデンサを含んで構成され、前記スイッチ
ング素子が周期的にオン・オフされることにより前記直
流電圧を高周波に変換して前記加熱コイルに供給し負荷
を加熱するインバータ回路と、設定入力に基づき前記ス
イッチング素子のオン時間を設定するとともに負荷検知
信号を入力して負荷検知を行うマイコンとを有する電磁
調理器において、前記加熱コイルに流れるインバータ電
流を検知するインバータ電流検知部と、前記交流電源か
らの入力電流を検知する入力電流検知部と、前記交流電
源の周波数を検知する周波数検知部と、該周波数検知部
で検知された周波数を基に前記交流電圧の半周期におけ
る前記インバータ電流又は入力電流の少なくとも何れか
の平均値を求め該平均値を負荷検知信号として前記マイ
コンに入力させるサンプリング値平均部とを有すること
を特徴とする電磁調理器。
【請求項３】交流電源からの交流電圧を整流して直流
電圧を得る交直変換部と、スイッチング素子、加熱コイ
ル及び共振コンデンサを含んで構成され、前記スイッチ
ング素子が周期的にオン・オフされることにより前記直
流電圧を高周波に変換して前記加熱コイルに供給し負荷
を加熱するインバータ回路と、設定入力に基づき前記ス
イッチング素子のオン時間を設定するとともに負荷検知
信号を入力して負荷検知を行うマイコンとを有する電磁
調理器において、前記加熱コイルに流れるインバータ電
流を検知するインバータ電流検知部と、前記交流電源か
らの入力電流を検知する入力電流検知部と、前記交流電
源の周波数を検知する周波数検知部と、前記交流電圧の
ゼロ電圧値を検出するゼロクロス検知部と、前記周波数
検知部で検知された周波数を基に前記ゼロ電圧値からの
前記交流電圧の４分の１周期における前記インバータ電
流又は入力電流の少なくとも何れかの平均値を求め該平
均値を負荷検知信号として前記マイコンに入力させるサ
ンプリング値平均部とを有することを特徴とする電磁調
理器。