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JP4166120B2 - rice cooker - Google Patents

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JP4166120B2
JP4166120B2 JP2003184905A JP2003184905A JP4166120B2 JP 4166120 B2 JP4166120 B2 JP 4166120B2 JP 2003184905 A JP2003184905 A JP 2003184905A JP 2003184905 A JP2003184905 A JP 2003184905A JP 4166120 B2 JP4166120 B2 JP 4166120B2
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rice cooker
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秀竹 林
照也 田中
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Toshiba Corp
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/06Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like

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  • Cookers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路によって共振コイル高周波電流を流すことで炊飯釜を誘導加熱し、炊飯動作を行なう炊飯器に関する。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1には、誘導加熱調理器において、インバータ回路を構成するスイッチング素子をオンオフすることで共振回路に流れる共振電流を検出し、その共振電流に基づいてスイッチング素子のオンタイミングを決定するインバータ装置が開示されている。そして、スイッチング素子に印加される電圧を常に最小に設定した状態でオンさせることで、スイッチング素子の過電圧破壊を防止するようにしている。
【0003】
【特許文献】
特開平7−274534
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1では、アナログ回路を用いてスイッチング素子のオンタイミングを決定する回路を構成しているため、回路が非常に複雑となってしまう。また、アナログ回路はノイズの影響を受けやすく、例えば、発振回路などは、ノイズの印加によって発振周波数が変化してしまう。すると、それに伴ってインバータの動作周波数も変化するようになる。
【0005】
そして、特許文献1のインバータ装置を用いて炊飯釜を誘導加熱する炊飯器を構成する場合、インバータの動作周波数が変化する際に炊飯釜に「鳴り」が生じることが想定される。その「鳴り」の発生を回避するには、スイッチング素子のタイミング制御をより詳細に行う必要があるが、その制御回路をアナログ回路で構成しようとすると回路が更に複雑且つ大規模とならざるを得ず、コスト的にも問題となる。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、炊飯釜を誘導加熱して炊飯動作を行なう炊飯器を、より低コストで且つより精密な制御が可能となるように構成することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の炊飯器によれば、出力段に平滑コンデンサが接続された直流電源回路と、
この直流電源回路の直流出力を高周波電力に変換するように設けられ、共振コイルと、この共振コイルと共に共振回路をなす共振コンデンサと、前記直流電源回路の出力端子間に前記共振コイルを直列に介して接続されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に逆並列接続された整流素子とを備えたインバータ回路と、
前記共振コイルに流れる高周波電流が流れることで誘導加熱される炊飯釜と、前記スイッチング素子のオンオフを制御することで前記炊飯釜による炊飯動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段をRISC(Reduced Instruction Set Computer)マイコン又はDSP(Digital Signal Processor)によって構成したことを特徴とする。
【0008】
即ち、インバータ回路のスイッチング素子をオンオフ制御する制御手段をRISCマイコン又はDSPで構成すれば極めて高速でデジタル信号処理を行なうことができるから、そのオンオフタイミングを詳細に制御することが可能であり、炊飯釜の「鳴り」を抑制する制御を容易に行うことができる。そして、制御手段をアナログ回路で構成する場合に比較して、回路が複雑・大規模化することがなく低コストで構成できる。また、発振信号は内蔵されているカウンタを利用して生成することができるので、ノイズの影響をより低減することが可能である。
【0009】
この場合、制御手段を、スイッチング素子のオフ期間を固定し、オン期間を可変する構成とする。
ここで、特許文献1に開示されている技術には、以下のような問題があった。即ち、特許文献1では、商用交流電源を全波整流した直流電源をインバータ回路の駆動用電源として用いているため、電源電圧の位相、即ち電圧振幅のレベル差(例えば、0V付近と140V付近)に応じて共振電流値も変化する。すると、オンタイミング検出手段たる位相検出回路においては、電流検出に誤差を生じるためスイッチング素子のオフタイミングに数μ秒程度のずれが発生し、共振電流の周波数が変化することがある。その場合、周波数の変化に伴って鍋などが鳴る場合があった。
それに対して、発明ではオフ期間を固定して制御するので、オフ期間の長さが共振電流値の変化に依存せず、周波数変化に伴う炊飯釜の「鳴り」を抑制することができる。
【0010】
また、前記スイッチング素子のオフ時に前記共振コンデンサに流れる共振電流の変化を検出する共振電流位相検出手段と、
この共振電流位相検出手段の検出出力に基づいて、前記スイッチング素子のオフ時の端子間電圧が所定値以上を示す期間にタイミング信号を出力するタイミング信号出力手段とを備え、
制御手段を、所定のオフ期間を定めると、前記タイミング信号の立下がりをトリガ信号として、前記トリガ信号が前記オフ期間内に出力されると当該オフ期間の経過後にスイッチング素子をオンに切換え、前記トリガ信号がオフ期間の経過後に出力された場合は、当該トリガ信号の出力タイミングでスイッチング素子をオンに切換える構成とする。
【0011】
斯様に構成すれば、所定のオフ期間を満了するよりも早いタイミングでトリガ信号が出力される場合でもそのオフ期間は一定に維持されるので、トリガ信号の出力タイミングが多少ばらついたとしても、そのばらつきに伴う周波数変化を吸収することができる。また、炊飯行程中においては、沸騰する水の振動によって炊飯釜が僅かに浮く場合があるが、その際、共振コイルのインダクタンス値が低下して共振周波数が大きくなり、トリガ信号の出力タイミングが遅れる。従って、オフ期間の満了後にトリガ信号が出力された場合には、オフ期間が例外的に伸張されることで、炊飯釜に「浮き」が生じたことによる共振周波数のずれにも対応することができる。
【0012】
更に、請求項に記載したように、制御手段を、オフ期間よりも長く設定される許容期間内にトリガ信号が出力されない場合は、前記許容期間の経過後にスイッチング素子をオンに切換えるようにすると良い。即ち、商用交流電源電圧のレベルがゼロに近い期間では共振回路における共振電流は流れ難くなる傾向を示すため、タイミング信号出力手段によるトリガ信号の出力タイミングが大幅に遅れる場合が想定される。そのような場合には、許容期間の満了を限度としてスイッチング素子をオンに切換えることで、インバータ回路における発振動作を維持することができる。
【0013】
また、請求項に記載したように、制御手段を、炊飯釜の誘導加熱を開始する前に加熱対象の材質判定処理を行なうと共に、前記材質判定処理時には、タイミング信号出力手段によって出力されるトリガ信号に基づいてスイッチング素子のオフ期間を決定し、前記材質判定処理の結果、炊飯釜の材質が適正であると判定されると、前記オフ時間に基づいて誘導加熱動作を行なうように構成するのが好ましい。
【0014】
即ち、誘導加熱が行われる部分に備え付けの炊飯釜以外のもの、例えば、フォーク、ナイフ、マグカップなどが投入されたり、或いは、ユーザが従来使用していたアルミ製の炊飯釜などがセットされてしまったり、炊飯釜のセットし忘れがあることも考えられる。従って、炊飯行程を開始する前に加熱対象の材質判定処理を行なうことが好ましい。
【0015】
そして、材質判定処理を行なう場合は、適正な炊飯釜であることを前提として設定されたオフ期間でインバータ回路の発振動作を行っても、それ以外のものがセットされていればトリガ信号はオフ期間内に出力されない場合がある。従って、材質判定処理においては、実際にトリガ信号が出力されるタイミングに応じて(勿論、誘導加熱が可能な対象であることを前提として)スイッチング素子のオフ期間を定め、続く炊飯行程においては、材質判定処理に定めたオフ期間に基づいて誘導加熱を行なうことで、対象の材質に適した発振周波数で加熱を行なうことができる。
【0016】
また、請求項に記載したように、制御手段を、スイッチング素子のオン期間を変化させる場合は、交流電源電圧波形のゼロクロス点付近において行う構成にするのが好ましい。即ち、オン期間を変化させれば、インバータ回路の発振周波数が変化することになるので、その変化が、共振電圧レベルが高い期間に発生すると、炊飯釜の「鳴り」が生じる。従って、共振電圧レベルが低くなるゼロクロス点付近においてオン期間を変化させれば、発振周波数の変化に伴う炊飯釜の「鳴り」を極力抑制することができる。
【0017】
また、請求項に記載したように、インバータ回路を準E級で構成し、制御手段を、前記インバータ回路の入力電力が所定電力以下の場合は、入力電力に応じて予め定めた時間比でインバータ回路を間欠駆動するように構成すると良い。即ち、準E級のインバータ回路では、低入力電力で駆動すると共振電圧のピークが低下し、電圧波形が平均的に直流の駆動電圧レベルに近くなる。従って、端子電圧が高い期間にスイッチング素子がオンすることになり、スイッチング損失、即ちスイッチング素子の発熱量が増加する。そこで、そのような状態では予め定めた時間比でインバータ回路を間欠駆動することで、スイッチング素子の発熱が増加することを抑制できる。
【0018】
また、請求項に記載したように、炊飯釜の開口を蓋う蓋の温度を検出する温度センサを備え、制御手段が、炊飯行程においては、前記温度センサによって検出される蓋の温度が予め定められた基準温度上昇度合いに応じて上昇するように制御すると良い。
【0019】
例えば、炊飯釜の温度を検出した場合、加熱を開始すると直ちに水の沸点近くの温度が検出されてしまうため、炊飯行程の制御に供するには不適切である。それに対して、炊飯釜の開口を蓋う蓋の温度は加熱された炊飯釜より立ち上る水蒸気の温度とみなすことができ、その水蒸気の温度は、炊飯釜内の水の温度を反映している。従って、蓋の温度に基づいて炊飯行程を制御すれば、制御を良好に行うことができる。
【0020】
また、請求項に記載したように、制御手段は、基準温度上昇度合いを数式で定められる曲線に基づいて設定するので、より多様な加熱制御を行うことが可能である。
【0021】
加えて、請求項に記載したように、制御手段を、ユーザの入力操作に応じて、基準温度上昇度合いを変更可能としても良く、斯様に構成すれば、ユーザの好みに応じて炊飯の炊き上がり状態を調整することが可能となる。
【0022】
【発明の実施の形態】
(第1実施例)
以下、本発明の第1の実施例について図1乃至図5を参照して説明する。電気的構成を示す図1において、商用交流電源1の出力端子は入力コンデンサ2の両端子間に接続されると共にダイオードをブリッジ接続してなる全波整流回路3の交流入力端子間に接続されている。全波整流回路3の正の出力端子3aはチョークコイル4を介して直流電源ライン5aに接続され、負の出力端子3bは直流電源ライン5bに接続されている。直流電源ライン5a,5b間には平滑コンデンサ6が接続されている。そして、全波整流回路3,チョークコイル4及び平滑コンデンサ6により直流電源回路7が構成されている。
【0023】
共振コイルとしての加熱コイル8は共振コンデンサ9と共に共振回路10を構成するもので、この共振回路10とスイッチング素子としてのIGBT(絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ;Insulated gate bipolar transistor )11及び整流素子としてのフライホイールダイオード12とからインバータ回路13が構成されている。
【0024】
なお、加熱コイル8の部分には、図示しないトッププレートを介して調理用の鉄製炊飯釜Aが載置されるようになっており、加熱コイル8に通電される高周波電流によって炊飯釜Aに誘導電流が流れてその抵抗損によって炊飯釜Aを加熱するようになっている。直流電源ライン5aは加熱コイル8及びIGBT11を介して直流電源ライン5bに接続されており、共振コンデンサ9は加熱コイル8に並列に接続され、フライホイールダイオード12はIGBT11に逆並列接続されている。
【0025】
次に、制御系統の構成について述べる。入力設定部14は、入力電流を検出する変流器15,入力電流検出回路16,入力設定回路17及び入力比較回路18とから構成されており、商用交流電源1からの入力電流を検出し、あらかじめ設定された入力電流レベルとの差を演算して出力側に入力設定信号として出力する。この場合、入力電流検出回路16は、商用交流電源1の一方の出力ラインに設けられた変流器15の検出信号に基づいて入力電流レベルを検出する。入力比較回路18は、入力設定回路17に設定された入力レベルと入力検出回路16により検出された入力電流レベルとを比較してその差に相当するレベルの入力設定信号を出力するようになっている。
【0026】
発振制御部19は、共振電流位相検出手段としての変流器20,オンタイミング設定手段としての位相検出回路21,RISCマイコン22及び駆動回路24から構成されており、共振コンデンサ9の共振電流に基づいて後述するようにしてIGBT11のオンタイミング及びオン期間を設定するように構成されている。変流器20は共振コンデンサ9の共振電流を検出するように設けられており、位相検出回路21は変流器20の検出信号に基づいてその負の電流のピーク値を示す位相検出信号を出力するように構成されている。
【0027】
RISCマイコン22は、内部において位相検出回路21から出力される位相検出信号に基づいてIGBT11に対するオンタイミングを各周期毎に設定する鋸歯状波信号を生成出力する。そして、その鋸歯状波信号と入力比較回路18から出力される入力設定信号と比較し、IGBT11のオンタイミングとオン期間を設定するゲート信号を、駆動回路24を介してIGBT11のゲートに出力するようになっている。尚、RISCマイコン22は、特許文献1における発振回路22及び出力制御回路23に相当する機能を制御用ソフトウエアによって実現したものである。
【0028】
また、炊飯釜Aの蓋には、サーミスタなどで構成される温度センサ25が配置されており、その温度センサ25によって出力されるセンサ信号は、RISCマイコン22に与えられている。ここで、RISCマイコン22は、RISCアーキテクチャのCPUコアを有するマイクロコンピュータである。RISCアーキテクチャのCPUは以下のような特徴を備えている。
・全てのデコードがワイヤードロジックで実現され、
同一時間で実行可能である単純な命令セット
・命令実行処理のパイプライン制御
・多数の内部レジスタ
・大容量のキャッシュ
そして、上記のアーキテクチャによりプログラムを効率的に実行するため、実行形式のプログラムはコンパイラによって最適化されている。
斯様な構成のRISC型マイコンによれば、トータルでの処理性能がCISC(Complex Instruction Set Computer) 型マイコンに比較して向上する。特に、積演算等の実行速度に関しては極めて高速化されている。
【0029】
次に本実施例の作用について図2に示す各部の電流,電圧の時間変化を示す波形図をも参照して説明する。まず、インバータ回路13の発振動作について説明する。即ち、後述するオンタイミングTonで駆動回路24から「H」レベルのゲートオン信号Vj(図2(j)参照)が出力されると、IGBT11はオン動作して加熱コイル8に直流電源回路7の出力電圧VDCが印加されるようになる。これにより、加熱コイル8には、同図(a)に示すように、徐々に電流値が増加するような電流Iaが流れるようになる。このとき、IGBT11には同図(b)に示す電流Ib(図1中、IGBT11に流れる電流をIb1とし、フライホイールダイオード12に流れる電流をIb2としている)が流れる。
【0030】
次に、この状態で駆動回路24から後述するオフタイミングToffでゲートオン信号Vjの出力が「L」レベルに反転すると(同図(j)参照)、IGBT11はオフして加熱コイル8から流れ込む電流Iaを遮断するようになる。ところが、加熱コイル8においては、いま流れていた電流Iaが急激にゼロにならず、その電流Iaは共振電流Icとして共振コンデンサ9に流れ込むようになる(同図(c)参照)。そして、この共振電流Icは、共振コンデンサ9の端子電圧が所定電圧に達すると、充電電荷が飽和するために逆方向に流す電流を発生する。
【0031】
このとき、IGBT11の端子電圧Vdは、同図(d)に示すように、加熱コイル8から共振コンデンサ9に流れ込む電流Icがゼロになる時点T1で最高になり、この後、共振コンデンサ9から加熱コイル8に向けて電流Icが流れるようになると、IGBT11の端子電圧Vdは低下してゆく。そして、IGBT11の端子電圧Vdが直流電源回路7の出力電圧VDCに等しくなる時点T2、つまり共振コンデンサ9の両端子間に印加されている電圧がゼロになる時点で、加熱コイル8に流れ込む電流Icが負のピーク値となる。
【0032】
続いて、IBGT11の端子電圧Vdがゼロになる時点T3になると、共振コンデンサ9から加熱コイル8に向けてこれ以上電流Icが流れようとすると、フライホイールダイオード12がオンするために電流Icは停止され、代わってフライホイールダイオード12を介して平滑コンデンサ6側から加熱コイル8に回生電流Ib2が流れるようになる。
【0033】
そして、このように回生電流Ib2が流れている期間中の後述するオンタイミングTonで、再びIGBT11に駆動回路24からゲートオン信号Vjが与えられるようになってIGBT11がオン動作され、加熱コイル8に通電するようになる。以下、上述と同じ動作が繰り返されることで加熱コイル8に高周波電流が通電されるようになり、炊飯釜Aに誘導電流を発生させてその抵抗損失により加熱が行われる。
【0034】
尚、図2(a)に示す「ONできるタイミング」とは、フライホイールダイオード12を介して回生電流Ib2が流れている期間に相当する。この期間においては、IBGT11の端子電圧Vdはゼロであるから、その期間内でIBGT11をオンすればスイッチング損失の増加を抑制することが可能となる。
【0035】
このように、駆動回路24によりIGBT11へのゲートオン信号Vjが与えられるので、IGBT11の端子電圧がほぼゼロのときにオン動作されるようになり、IGBT11がオン動作するときに加熱コイル8側から共振コンデンサ9に流れ込む充電電流が急激にドレイン・ソース間に流れたり、或いは、共振コンデンサ9に充電された電荷が加熱コイル8側に流れるときにその充電電流が急激に流れることがなく、破壊に至ることは防止される。
【0036】
さて、上述の高周波発振動作において、IGBT11に与えるゲートオン信号Vjの出力タイミングTon,Toffについて以下に詳述する。即ち、共振コンデンサ9に流れる電流Icは変流器20により検出されており、位相検出回路21内部の図示しない抵抗端子間において、その電流Icと同位相の検出電圧Vcが得られる(図2(c)参照)。この検出電圧Vcは図示しない移相回路により90°遅れるように移相され、電圧Ve(同図(e)参照)のようになる。
【0037】
つまり、共振コンデンサ9から加熱コイル8に向かって流れる電流Icが最大となる時点T2では電圧Veが正の値からゼロになり、時刻T3においては電圧Veは負のピーク値を呈する。位相検出回路21内部の図示しない比較回路においては、電圧Veの出力が正の期間中「H」レベルの信号Vf(同図(f)参照)を出力する。従って、比較回路の出力信号Vfは、電圧Veがゼロになる時点T2で「L」レベルに転じるようになる。
【0038】
次に、RISCマイコン22においては、位相検出回路21から出力される信号Vfに基づいて信号Vgを出力する(同図(g)参照)。即ち、信号Vgは、入力電力設定に応じたオン期間Tonを確保した後に「L」レベルとなり、そのタイミングを起点として所定の設定オフ期間を開始する。設定オフ期間の長さは材質判定処理の結果に応じて定まるが、例えば、適正な材質の炊飯釜を加熱する場合は17.5μ秒に設定される。また、オン期間Tonは、例えば3μ〜35μ秒の間で可変設定される。ここで、出力信号Vfの立下がりタイミングを、トリガ信号とする。
【0039】
そして、設定オフ期間の17.5μ秒が経過するまでにトリガ信号が検出されることを条件として、RISCマイコン22は、設定オフ期間の経過後に信号Vgを「L」レベルから「H」レベルに変化させる。また、RISCマイコン22は、設定オフ期間17.5μ秒を超える40μ秒の期間を「許容期間」として設定している。
【0040】
設定オフ期間内にトリガ信号が検出されなかった場合、RISCマイコン22は、許容期間が経過するまでトリガ信号の検出を待ち、当該期間内にトリガ信号が検出されればその時点で信号Vgを「H」レベルに変化させる(同図(h)参照)。この場合、期間Toffは設定オフ期間よりも伸張されることになる。更に、トリガ信号が検出されないまま許容期間が経過した場合は、その経過の時点で信号Vgを「H」レベルに変化させるようになっている。
【0041】
図3は、RISCマイコン22による出力信号処理に関する制御内容を示すフローチャートである。RISCマイコン22は、先ず、炊飯行程の開始に先立って加熱対象の材質判定処理を行う(ステップS1)。材質判定処理は、例えば上述したように、初期設定されたオフ期間に対して実際にトリガ信号が出力されるタイミングを参照し、最終的にトリガ信号の検出が安定して行なわれるように調整されたオフ期間に基づいて行う。尚、同様のプロセスは、後述する本フローチャートの(ステップS7,S10,S12,S13)説明中にも現れる。
【0042】
ここで、材質判定処理を行うのは、誘導加熱が行なわれる部分に備え付けの炊飯釜A以外のもの、例えば、フォーク、ナイフ、マグカップなどが投入されたり、或いは、ユーザが従来使用していたアルミ製の炊飯釜などがセットされてしまったり、炊飯釜Aをセットし忘れることも考えられるからである。
【0043】
そして、材質判定処理を行なう場合は、適正な炊飯釜Aであることを前提として設定されたオフ期間でインバータ回路13の発振動作を行っても、それ以外のものがセットされていればトリガ信号はオフ期間内に出力されない場合がある。従って、材質判定処理においては、実際にトリガ信号が出力されるタイミングに応じて(勿論、誘導加熱が可能な対象であることを前提として)IGBT11のオフ期間を定め、続く炊飯行程では、材質判定処理において定めたオフ期間に基づいて誘導加熱を行なうことで、対象の材質に適した発振周波数で加熱を行なうようにする。
【0044】
また、図3には反映させていないが、炊飯を行うのに適さないものが検出されたり、炊飯釜Aのセットし忘れが検出された場合は、その時点でユーザにその旨を報知(例えば、ブザーを鳴動させたり、液晶やLED7セグメントディスプレイなどにエラーコードを表示させる)するように処理を行なう。
【0045】
RISCマイコン22は、ステップS1における調整結果に基づいて加熱対象の材質に応じた設定オフ期間を決定すると(ステップS2)、ユーザにより設定される入力電力に応じてオン期間を決定する(ステップS3)。また、その入力電力設定が500W以下である場合は、インバータ回路13の駆動を間欠的に行うための間欠ON期間,間欠OFF期間も設定する(詳細は後述)。
【0046】
ここで、上述の入力設定部14にて生成される入力設定信号VSは、次のようにして設定される。入力電流を検出する変流器15の出力信号は入力電流検出回路16に入力され、商用交流電源1から直流電源回路7側に入力される電流のレベルが検出される。また、入力設定回路17には、加熱コイル8による設定加熱量に応じたレベルの信号が、ユーザの操作入力に基づいて与えられる。
【0047】
尚、ユーザは、炊飯量(米の合数)や炊飯コース(白米、玄米、赤飯、おかゆ、炊き込みご飯、また、炊き上がりの硬め/柔らかめの設定など)を選択入力すると、その入力結果に基づいて適宜定められた設定加熱量に対応する信号が入力設定回路17より出力される。
【0048】
そして、入力比較回路18は、入力電流検出回路16の検出信号と入力設定回路17の設定信号とのレベルを比較してそれらの差の値に相当する入力設定信号VSを出力する。これにより、入力比較回路18からは、設定加熱量に対する実際の加熱量の偏差に相当する入力設定信号VSがRISCマイコン22に出力される。尚、入力設定部14の機能もRISCマイコン22で実現することができることは勿論である。
【0049】
次に、RISCマイコン22は、信号Vgの出力ポートレベルを「H」に設定すると(ステップS4)、ステップS3で決定したオン期間が経過するまで待機し(ステップS5)、そのオン期間が経過すると(「YES」)信号Vgの出力ポートレベルを「L」に設定する(ステップS6)。
【0050】
続いて、RISCマイコン22は、ステップS7において設定オフ期間が経過するまで待機するが、その待機中にトリガ信号が出力されたか否かを判断する(ステップS8)。そして、トリガ信号が出力された場合は(「YES」)、その事象を示すフラグFTRを「1」にセットし(ステップS9)、設定オフ期間の経過を待つ。
【0051】
ステップS7において設定オフ期間が経過すると(「YES」)、RISCマイコン22は、フラグFTRが「1」にセットされているか否かを判断し(ステップS10)、セットされていれば(「YES」)フラグFTRを「0」にリセットして(ステップS11)ステップS14へ移行する。
【0052】
一方、設定オフ期間が経過した時点でトリガ信号が出力されておらず、ステップS10にて「NO」と判断すると、RISCマイコン22は、前述した許容期間の経過を待ち(ステップS12)、その経過待ちの間においてもトリガ信号が出力されたか否かを判断する(ステップS13)。そして、許容期間が経過する前にトリガ信号が出力されるか(ステップS13,「YES」)、若しくは、トリガ信号が出力されないまま許容期間が経過した場合は(ステップS12,「YES」)、何れもステップS14に移行する。
【0053】
斯様に制御することで、設定オフ期間を満了するよりも早いタイミングでトリガ信号が出力されても設定オフ期間は一定に維持されるので、トリガ信号の出力タイミングが多少ばらついたとしても、そのばらつきに伴う周波数変化は吸収される。
【0054】
また、炊飯行程中においては、沸騰する水の振動によって炊飯釜Aが僅かに浮く場合があるが、その際、加熱コイル8のインダクタンス値が低下して共振周波数が大きくなり、トリガ信号の出力タイミングが遅れることがある。従って、設定オフ期間の満了後から許容期間が経過する前にトリガ信号が出力された場合にはオフ期間を例外的に伸張して、炊飯釜Aに「浮き」が生じたことによる共振周波数のずれに対応するようにしている。
【0055】
更に、商用交流電源電圧のレベルがゼロに近い期間では共振回路10における共振電流は流れ難くなる傾向を示すため、トリガ信号の出力タイミングが大幅に遅れる場合が想定される。そのような場合には、許容期間の満了を限度としてIGBT11をオンに切換えることで、インバータ回路13における発振動作は停止することなく維持される。
【0056】
尚、ここで、設定オフ期間が経過した時点でトリガ信号が出力されておらず、その後、許容期間の経過を待ちの間においてもトリガ信号が出力されるケースは前述したステップS1の材質判定処理において加熱対象が予め想定した炊飯釜Aではない場合と同様であり、ステップS6から計時を開始し、ステップS13において「YES」と判断した時点までに計時された時間を、その材質に応じた設定オフ期間とすることになる。
【0057】
ステップS14において、RISCマイコン22は、間欠ON期間の設定があるか否かを判断する。ユーザによって設定された入力電力が500Wを超えていれば、ステップS3において間欠ON/OFF期間の設定は行われていないので(「NO」)、ステップS3に戻る。低入力電力設定時におけるインバータ回路13の間欠駆動は、例えば30秒周期内でインバータ回路13の連続ON(スイッチング駆動)を行う期間と連続OFF(完全停止)を行う期間とを交互に繰り返すものである。例えば、入力電力設定が400Wであれば24秒ONして6秒OFFし、入力電力設定が300Wであれば18秒ONして12秒OFFする、というように各期間を定める。
【0058】
設定された入力電力が500W以下であれば間欠ON(及びOFF)期間が設定されているので(ステップS14,「YES」)、RISCマイコン22は、ステップS4からの間欠ON期間の経過を判断し(ステップS15)、経過していなければ(「NO」)ステップS3に戻る。
【0059】
そして、間欠ON期間が経過すると(ステップS15,「YES」)、続いて間欠OFF期間の経過を待ち(ステップS16)、経過すれば(「YES」)ステップS3に戻る。
【0060】
即ち、準E級のインバータ回路13では、低入力電力で駆動すると共振電圧のピークが低下し、電圧波形が平均的に直流の駆動電圧VDCレベルに近くなる。従って、端子電圧が高い期間にIGBT11がオンするようになり、スイッチング損失、即ちIGBT11の発熱量が増加する。そこで、そのような状態では予め定めた時間比でインバータ回路13を間欠駆動することで、IGBT11の発熱が増加することを抑制する。
【0061】
図4は、RISCマイコン22による炊飯行程の制御内容を示すフローチャートである。尚、図3のフローチャートにかかる制御は、図4の炊飯行程の制御中において並行して実行されるものである。RISCマイコン22は、炊飯量に応じた初期電力設定を行うと共に、炊き上がりの硬さに応じた基準温度上昇率を決定する(ステップS21)。
【0062】
そして、RISCマイコン22は、所定の炊飯制御サイクル時間が経過するまで待機し(ステップS22)、その制御サイクル時間の経過時点において達しているべき基準温度を算出する(ステップS23)。即ち、ステップS21で決定した基準温度上昇率に経過時間を乗じて算出する。
【0063】
次に、RISCマイコン22は、温度センサ25によって炊飯釜Aの蓋の温度を検出すると(ステップS24)、その蓋の温度とステップS23で算出した基準温度とを比較する(ステップS25)。そして、蓋の温度が低い場合は、PID(Proportional-Integral-Differential)制御により入力電力を上昇させるように制御し(ステップS26)、蓋の温度が高い場合は、PID制御により入力電力を下降させるように制御する(ステップS27)。そして、炊飯行程が終了時点に達しなければ(ステップS28,「NO」)ステップS22に戻る。
【0064】
ここで、温度センサ25によって炊飯釜Aの蓋の温度を検出するようにしたのは、次の理由による。例えば、炊飯釜Aの温度を直接検出する場合、加熱を開始すると直ちに水の沸点近くの温度が検出されてしまうため、炊飯行程の制御に供するには不適切である。それに対して、蓋の温度は加熱された炊飯釜Aより立ち上る水蒸気の温度とみなすことができ、その水蒸気の温度は、炊飯釜A内の水の温度を反映している。従って、蓋の温度に基づいて炊飯行程を制御すれば、制御を良好に行うことができるからである。
【0065】
また、温度制御にPID制御を用いているのは、基準温度上昇率に応じて温度が上昇するように、例えば、1分当たり5度上昇するように制御を行うには、PID制御が適しているからである。
【0066】
また、図5(a)は、従来の炊飯器における炊飯行程の加熱制御例を示す。従来の加熱制御では、理想的な炊飯行程に対応する加熱温度の上昇率が設定されている場合でも、それに対して実行される制御は炊飯される米の合数が変化した場合でも変化せず一定であった。その結果、実際の温度上昇率は理想的な温度上昇率より外れてしまう場合があった。
【0067】
これに対して、図5(b)に示すように本実施例によれば、炊飯される米の合数が変化した場合でも(例えば、1合,2合)、RISCマイコン22による高速デジタル演算処理により、夫々のケースに応じて実際の温度上昇率が理想的な温度上昇率に極力近付くように制御されるので、より理想的な炊飯行程が実現でき、炊き上がりを良好にすることが可能となっている。
【0068】
即ち、実際の炊飯行程は、「浸し」、「炊飯」、「蒸らし」の3行程からなるが、炊き上がりの状態を決定するのは専ら「炊飯」に依存しているため、その「炊飯」における加熱制御を詳細に行うことが可能であるから、炊飯コースが様々に設定される場合であっても夫々の炊き上がりを良好にすることができる。
【0069】
以上のように本実施例によれば、インバータ回路13によって共振回路10の加熱コイル8に高周波電力を供給し、炊飯釜Aを誘導加熱する場合に、インバータ回路13をRISCマイコン22によって制御するようにした。従って、極めて高速でデジタル信号処理を行なうことができるから、そのオンオフタイミングを詳細に制御することが可能であり、炊飯釜Aの「鳴り」を抑制する制御を容易に行うことができる。
【0070】
そして、特許文献1のように制御手段をアナログ回路で構成する場合に比較して、回路が複雑・大規模化することがなく低コストで構成できる。また、発振信号は内蔵されているカウンタを利用して生成することができるので、ノイズの影響をより低減することが可能である。また、RISCマイコン22は、IGBT11のオフ期間を固定し、オン期間を可変する制御を行うので、オフ期間の長さが共振電流値の変化に依存せず、周波数変化に伴う炊飯釜の「鳴り」を抑制することができる。
【0071】
また、位相検出回路21は、電流トランス22の検出出力に基づいて、IGBT11のオフ時の端子間電圧が正極性を示す期間にタイミング信号を出力し、RISCマイコン22は、前記タイミング信号の立下がりエッジであるトリガ信号が設定オフ期間内に出力されると当該設定オフ期間の経過後にIGBT11をオンに切換え、トリガ信号が設定オフ期間の経過後に出力された場合は、当該トリガ信号の出力タイミングでIGBT11をオンに切換えるようにした。従って、トリガ信号の出力タイミングが多少ばらついたとしても、そのばらつきに伴う周波数変化を吸収することができる。また、炊飯釜に「浮き」が生じたことによる共振周波数のずれにも対応することができる。
【0072】
更に、RISCマイコン22は、設定オフ期間よりも長く設定される許容期間内にトリガ信号が出力されない場合は、許容期間の経過後にIGBT11をオンに切換えるようにしたので、商用交流電源電圧のレベルがゼロに近い期間において共振電流が流れ難くなり、トリガ信号の出力タイミングが大幅に遅れる場合があっても、インバータ回路13における発振動作を維持することができる。
【0073】
また、RISCマイコン22は、炊飯釜Aの誘導加熱を開始する前に加熱対象の材質判定処理を行ない、材質判定処理時には、トリガ信号に基づいてIGBT11の設定オフ期間を決定し、材質判定処理の結果、炊飯釜Aの材質が適正であると判定されると、設定オフ時間に基づいて誘導加熱動作を行なうようにした。従って、炊飯釜Aのセットを確実に確認した上で、また、加熱対象の材質に適した発振周波数で加熱を行なうことができる。
【0074】
また、RISCマイコン22は、入力電力が所定電力以下の場合は、入力電力に応じて予め定めた時間比でインバータ回路13を間欠駆動するようにしたので、IGBT11の発熱が増加することを抑制できる。
【0075】
また、RISCマイコン22は、炊飯行程においては、温度センサ25によって検出される炊飯釜Aの蓋の温度が予め定められた基準温度上昇度合いに応じて上昇するように制御するので、炊飯釜A内の水の温度を反映して水蒸気の温度に基づいて、炊飯制御を良好に行うことができる。
【0076】
(第2実施例)
図6乃至図8は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。図6に示すように、第2実施例では、入力設定部14Aに周期フラグ発生部31が追加されている。周期フラグ発生部31は、入力電流検出回路16によって検知される入力電流に基づいて交流電源の半周期毎に所定の期間を示す周期フラグ
FP(図7(b)参照)を発生させるようになっている。そして、その周期フラグFPは、RISCマイコン22Aにより参照される。
【0077】
次に、第2実施例の作用について図8をも参照して説明する。図8は、第1実施例における図3のフローチャートの一部に対応し、第2実施例にかかる部分のみ示すものである。RISCマイコン22Aは、ステップS3を実行すると、入力電力が前回の設定より変更されたか否かを判断する(ステップS31)。そして、変更されていなければ(「NO」)ステップS4に移行し、変更されていれば(「YES」)ステップS32に移行する。
【0078】
ステップS32において、RISCマイコン22Aは、周期フラグ発生部31より出力される周期フラグFPを参照する。そして、交流電源電圧がゼロクロス点付近のレベルにあると判断するまで待機して(「YES」)、ステップS4に移行する。即ち、図7(b)に示すように、周期フラグFPがリセットされている期間は、交流電源電圧のゼロクロス点付近に対応しているので、周期フラグFPがリセットされていれば、ステップS4に移行する。
【0079】
即ち、入力電力設定が変更されれば、それに伴ってIGBT11のオン期間が変化するので、その結果、インバータ回路13の発振周波数が変化することになる。従って、その変化が共振電圧レベルの高い期間に発生すると、炊飯釜Aの「鳴り」が大きく生じるので、共振電圧レベルが低くなるゼロクロス点付近においてオン期間を変化させれば、発振周波数の変化に伴う炊飯釜Aの「鳴り」は極めて小さくなる。
【0080】
以上のように第2実施例によれば、RISCマイコン22Aは、IGBT11のオン期間を変化させる場合は、交流電源電圧波形のゼロクロス点付近において行うようにしたので、発振周波数の変化に伴う炊飯釜Aの「鳴り」を極力抑制することができる。
【0081】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
材質判定処理は、例えば、所定の入力電力でインバータ回路13を駆動させた場合に生じる回生電流値に基づいて判定を行うようにしても良い。
制御手段は、DSPを用いて、またDSPとCISCマイコンとの組み合わせによって構成しても良い。
第1実施例において、RISCマイコン22は、基準温度上昇度合いを数式で定められる曲線に基づいて設定しても良い。即ち、理想的な温度上昇度合いは、必ずしも線形であるとは限らないので、例えば2次曲線や3次曲線などに基づいて設定を行えば、より多様で、より理想的な加熱制御を行うことも可能となる。
【0082】
また、RISCマイコン22を、ユーザの入力操作に応じて、基準温度上昇度合いを変更可能としても良く、斯様に構成すれば、ユーザの好みに応じて炊飯の炊き上がり状態を調整することが可能となる。
第2実施例のように、周期フラグ発生部31を備えている場合、第1実施例におけるステップS10,S12,S13の処理に代えて、以下のように制御を行っても良い。即ち、交流電源電圧のゼロクロス付近では、前述したようにトリガ信号が検出されにくくなり、インバータ回路13の発振周期が大きく低下するおそれがある。そこで、設定オフ期間を経過してもトリガ信号が検出されない場合は、第2実施例と同様に周期フラグFPを参照し、ゼロクロス付近において、予め定めたオン期間Ton,オフ期間Toffを切換えるように制御する。斯様に制御する場合も、発振周波数の大幅な低下を抑制して、炊飯釜Aの「鳴り」を抑えることができる。
ハーフブリッジ型のインバータ回路に適用しても良い。
【0083】
【発明の効果】
本発明の炊飯器によれば、インバータ回路によって炊飯釜を誘導加熱する制御を行う制御手段をRISCマイコン又はDSPによって構成するので、極めて高速でデジタル信号処理を行なうことができ、そのオンオフタイミングを詳細に制御することが可能であり、共振電流周波数が変化した場合に炊飯釜の「鳴り」を抑制する制御を容易に行うことができる。そして、制御手段をアナログ回路で構成する場合に比較して、回路が複雑・大規模化することがなく低コストで構成できる。また、発振信号は内蔵されているカウンタを利用して生成することができるので、ノイズの影響をより低減することが可能である。
また、所定のオフ期間を満了するよりも早いタイミングでトリガ信号が出力される場合、その出力タイミングが多少ばらついたとしても、そのばらつきに伴う周波数変化を吸収することができる。また、炊飯行程中において、炊飯釜に「浮き」が生じたことによる共振周波数のずれにも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例であり、電気的構成を示す図
【図2】 各信号波形を示すタイミングチャート
【図3】 RISCマイコンによる出力信号処理に関する制御内容を示すフローチャート
【図4】 RISCマイコンによる炊飯行程の制御内容を示すフローチャート
【図5】 (a)は、従来の炊飯器における炊飯行程の加熱制御例、(b)は本実施例における炊飯器における炊飯行程の加熱制御例を示す図
【図6】 本発明の第2実施例を示す図1相当図
【図7】 (a)は商用交流電源の電流波形、(b)は周期フラグFPの出力タイミングを示す図
【図8】 第1実施例における図3のフローチャートの一部に対応し、第2実施例にかかる部分のみ示す図
【符号の説明】
1は商用交流電源、6は平滑コンデンサ、7は直流電源回路、8は加熱コイル(共振コイル)、9は共振コンデンサ、10は共振回路、11はIGBT(スイッチング素子)、12はフライホイールダイオード(整流素子)、13はインバータ回路、20は変流器(共振電流位相検出手段)、21は位相検出回路(タイミング信号出力手段)、22はRISCマイコン(制御手段)、23は出力制御回路、24は駆動回路、25は温度センサ、Aは炊飯釜を示す。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rice cooker that performs a rice cooking operation by inductively heating a rice cooker by causing a resonance coil high-frequency current to flow through an inverter circuit.
[0002]
[Prior art]
In Patent Document 1, in an induction heating cooker, an inverter device that detects a resonance current flowing in a resonance circuit by turning on and off switching elements constituting the inverter circuit and determines an on timing of the switching element based on the resonance current. Is disclosed. Then, the switching element is turned on with the voltage applied to the switching element being always set to the minimum, thereby preventing overvoltage breakdown of the switching element.
[0003]
[Patent Literature]
JP-A-7-274534
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Document 1, since a circuit that determines the on-timing of the switching element is configured using an analog circuit, the circuit becomes very complicated. An analog circuit is easily affected by noise. For example, the oscillation frequency of an oscillation circuit or the like changes due to application of noise. As a result, the operating frequency of the inverter also changes.
[0005]
And when comprising the rice cooker which induction-heats a rice cooker using the inverter apparatus of patent document 1, when the operating frequency of an inverter changes, it is assumed that "ringing" arises in a rice cooker. In order to avoid the occurrence of the “ringing”, it is necessary to perform timing control of the switching element in more detail. However, if the control circuit is configured by an analog circuit, the circuit must be more complicated and large-scale. In addition, there is a problem in terms of cost.
[0006]
This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is comprised so that a rice cooker which performs rice cooking operation | movement by induction-heating a rice cooker can be controlled more precisely at low cost. There is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the rice cooker of Claim 1, the DC power supply circuit by which the smoothing capacitor was connected to the output stage,
The direct current output of the direct current power supply circuit is provided to convert the direct current output into high frequency power, the resonant coil, a resonant capacitor that forms a resonant circuit with the resonant coil, and the resonant coil interposed in series between the output terminals of the direct current power supply circuit. An inverter circuit including a switching element connected to each other and a rectifying element connected in reverse parallel to the switching element;
A rice cooker that is induction-heated by flowing a high-frequency current flowing through the resonance coil, and a control unit that controls the rice cooking operation by the rice cooker by controlling on / off of the switching element,
The control means is constituted by a RISC (Reduced Instruction Set Computer) microcomputer or a DSP (Digital Signal Processor).
[0008]
In other words, if the control means for controlling on / off of the switching element of the inverter circuit is configured by a RISC microcomputer or DSP, digital signal processing can be performed at extremely high speed, so that the on / off timing can be controlled in detail. Control that suppresses the “ringing” of the hook can be easily performed. And compared with the case where a control means is comprised with an analog circuit, it can comprise at low cost, without a circuit becoming complicated and large-scale. Further, since the oscillation signal can be generated using a built-in counter, it is possible to further reduce the influence of noise.
[0009]
  in this case, SystemThe control means is configured to fix the OFF period of the switching element and vary the ON period.The
  Here, the technique disclosed in Patent Document 1 has the following problems. That is, in Patent Document 1, since a DC power source obtained by full-wave rectification of a commercial AC power source is used as a power source for driving the inverter circuit, the phase of the power source voltage, that is, the level difference in voltage amplitude (for example, around 0V and around 140V). Accordingly, the resonance current value also changes. Then, in the phase detection circuit as the on-timing detection means, an error occurs in current detection, so that a deviation of about several microseconds occurs in the off-timing of the switching element, and the frequency of the resonance current may change. In that case, a pan or the like sometimes rang as the frequency changed.
  On the other hand,BookIn the invention, since the off period is fixed and controlled, the length of the off period does not depend on the change of the resonance current value, and the “ringing” of the rice cooker accompanying the frequency change can be suppressed.
[0010]
  Also,in frontResonant current phase detecting means for detecting a change in the resonant current flowing through the resonant capacitor when the switching element is off;
  A timing signal output means for outputting a timing signal during a period in which the voltage between the terminals when the switching element is off is a predetermined value or more based on the detection output of the resonance current phase detection means;
  When the control means defines a predetermined off period, the falling edge of the timing signal is used as a trigger signal, and when the trigger signal is output within the off period, the switching element is switched on after the off period has elapsed, When the trigger signal is output after the off period has elapsed, the switching element is turned on at the output timing of the trigger signal.And
[0011]
With such a configuration, even when the trigger signal is output at a timing earlier than the expiration of the predetermined off period, the off period is maintained constant, so even if the output timing of the trigger signal varies somewhat, It is possible to absorb a frequency change accompanying the variation. Also, during the rice cooking process, the rice cooker may float slightly due to the vibration of boiling water, but at that time, the inductance value of the resonance coil decreases, the resonance frequency increases, and the trigger signal output timing is delayed. . Therefore, when the trigger signal is output after the off period expires, the off period is exceptionally extended to cope with the resonance frequency shift due to the occurrence of “floating” in the rice cooker. it can.
[0012]
  Further claims2As described above, when the trigger signal is not output within the allowable period set longer than the off period, the control means may be configured to switch the switching element on after the elapse of the allowable period. That is, since the resonance current in the resonance circuit tends to hardly flow during the period in which the level of the commercial AC power supply voltage is close to zero, it is assumed that the output timing of the trigger signal by the timing signal output means is greatly delayed. In such a case, the oscillating operation in the inverter circuit can be maintained by switching on the switching element up to the expiration of the allowable period.
[0013]
  Claims3As described above, the control unit performs the material determination process of the heating target before starting the induction heating of the rice cooker, and at the time of the material determination process, the control unit is switched based on the trigger signal output by the timing signal output unit. It is preferable that an off period of the element is determined, and the induction heating operation is performed based on the off time when it is determined that the material of the rice cooker is appropriate as a result of the material determination process.
[0014]
In other words, something other than the rice cooker installed in the part where induction heating is performed, for example, a fork, knife, mug or the like, or an aluminum rice cooker etc. that the user has used conventionally is set. It is possible that you forgot to set the rice cooker. Therefore, it is preferable to perform the material determination process of the heating target before starting the rice cooking process.
[0015]
When performing the material judgment processing, even if the inverter circuit oscillates in the off period set on the assumption that it is a proper rice cooker, the trigger signal is turned off if anything else is set. It may not be output within the period. Therefore, in the material determination process, according to the timing at which the trigger signal is actually output (of course, assuming that it is a target capable of induction heating), the OFF period of the switching element is determined, and in the subsequent rice cooking process, By performing induction heating based on the off period determined in the material determination process, heating can be performed at an oscillation frequency suitable for the material of interest.
[0016]
  Claims4As described above, in the case where the ON period of the switching element is changed, the control means is preferably configured in the vicinity of the zero cross point of the AC power supply voltage waveform. That is, if the ON period is changed, the oscillation frequency of the inverter circuit will change. Therefore, if the change occurs during a period when the resonance voltage level is high, the rice cooker “squeals”. Therefore, if the ON period is changed in the vicinity of the zero cross point where the resonance voltage level becomes low, the “ringing” of the rice cooker accompanying the change in the oscillation frequency can be suppressed as much as possible.
[0017]
  Claims5If the inverter circuit is composed of quasi-E class and the input power of the inverter circuit is less than or equal to a predetermined power, the inverter circuit is intermittently driven at a predetermined time ratio according to the input power. It is good to constitute so that. That is, in the quasi-E class inverter circuit, when driven with low input power, the peak of the resonance voltage decreases, and the voltage waveform averages close to the DC drive voltage level. Therefore, the switching element is turned on while the terminal voltage is high, and the switching loss, that is, the heat generation amount of the switching element increases. Therefore, in such a state, the inverter circuit is intermittently driven at a predetermined time ratio, whereby an increase in heat generation of the switching element can be suppressed.
[0018]
  Claims6As described above, the temperature sensor for detecting the temperature of the lid that covers the opening of the rice cooker is provided, and in the rice cooking process, the temperature of the lid detected by the temperature sensor is determined in advance in the cooking process. It is good to control so that it raises according to the rise degree.
[0019]
For example, when the temperature of the rice cooker is detected, the temperature near the boiling point of water is detected immediately after the start of heating, which is inappropriate for use in controlling the rice cooking process. On the other hand, the temperature of the lid that covers the opening of the rice cooker can be regarded as the temperature of water vapor rising from the heated rice cooker, and the temperature of the water vapor reflects the temperature of water in the rice cooker. Therefore, if the rice cooking process is controlled based on the temperature of the lid, the control can be performed satisfactorily.
[0020]
  Claims7As described above, since the control means sets the reference temperature increase degree based on a curve defined by a mathematical expression, it is possible to perform more diverse heating control.
[0021]
  In addition, the claims8As described above, the control means may be capable of changing the degree of increase in the reference temperature according to the user's input operation. If configured in this way, the cooked state of the cooked rice is adjusted according to the user's preference. It becomes possible.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1 showing the electrical configuration, the output terminal of the commercial AC power supply 1 is connected between both terminals of the input capacitor 2 and connected between the AC input terminals of a full-wave rectifier circuit 3 formed by bridge-connecting diodes. Yes. The positive output terminal 3a of the full-wave rectifier circuit 3 is connected to the DC power supply line 5a via the choke coil 4, and the negative output terminal 3b is connected to the DC power supply line 5b. A smoothing capacitor 6 is connected between the DC power supply lines 5a and 5b. The full-wave rectifier circuit 3, the choke coil 4 and the smoothing capacitor 6 constitute a DC power supply circuit 7.
[0023]
A heating coil 8 as a resonance coil constitutes a resonance circuit 10 together with a resonance capacitor 9, and an IGBT (Insulated gate bipolar transistor) 11 as a switching element and an IGBT 11 as a switching element and a rectification element. An inverter circuit 13 is composed of the flywheel diode 12.
[0024]
In addition, an iron rice cooker A for cooking is placed on the heating coil 8 via a top plate (not shown), and is induced in the rice cooker A by a high-frequency current energized in the heating coil 8. A current flows and the rice cooker A is heated by the resistance loss. The DC power supply line 5 a is connected to the DC power supply line 5 b via the heating coil 8 and the IGBT 11, the resonance capacitor 9 is connected in parallel to the heating coil 8, and the flywheel diode 12 is connected in reverse parallel to the IGBT 11.
[0025]
Next, the configuration of the control system will be described. The input setting unit 14 includes a current transformer 15 that detects an input current, an input current detection circuit 16, an input setting circuit 17, and an input comparison circuit 18, and detects the input current from the commercial AC power source 1. A difference from a preset input current level is calculated and output to the output side as an input setting signal. In this case, the input current detection circuit 16 detects the input current level based on the detection signal of the current transformer 15 provided in one output line of the commercial AC power supply 1. The input comparison circuit 18 compares the input level set in the input setting circuit 17 with the input current level detected by the input detection circuit 16, and outputs an input setting signal having a level corresponding to the difference. Yes.
[0026]
The oscillation control unit 19 includes a current transformer 20 as a resonance current phase detection unit, a phase detection circuit 21 as an on timing setting unit, a RISC microcomputer 22 and a drive circuit 24, and is based on the resonance current of the resonance capacitor 9. As described later, the on-timing and on-period of the IGBT 11 are set. The current transformer 20 is provided so as to detect the resonance current of the resonance capacitor 9, and the phase detection circuit 21 outputs a phase detection signal indicating a peak value of the negative current based on the detection signal of the current transformer 20. Is configured to do.
[0027]
The RISC microcomputer 22 generates and outputs a sawtooth wave signal for setting the ON timing for the IGBT 11 for each period based on the phase detection signal output from the phase detection circuit 21 inside. Then, the sawtooth wave signal is compared with the input setting signal output from the input comparison circuit 18, and a gate signal for setting the ON timing and ON period of the IGBT 11 is output to the gate of the IGBT 11 via the drive circuit 24. It has become. The RISC microcomputer 22 implements functions corresponding to the oscillation circuit 22 and the output control circuit 23 in Patent Document 1 by using control software.
[0028]
A temperature sensor 25 composed of a thermistor or the like is disposed on the lid of the rice cooker A, and a sensor signal output by the temperature sensor 25 is given to the RISC microcomputer 22. Here, the RISC microcomputer 22 is a microcomputer having a CPU core of RISC architecture. The RISC architecture CPU has the following features.
・ All decoding is realized by wired logic,
Simple instruction set that can be executed in the same time
・ Pipeline control of instruction execution processing
・ Many internal registers
・ Large capacity cache
In order to efficiently execute the program by the above architecture, the executable program is optimized by the compiler.
According to the RISC type microcomputer having such a configuration, the total processing performance is improved as compared with a CISC (Complex Instruction Set Computer) type microcomputer. In particular, the execution speed of product operations and the like is extremely increased.
[0029]
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to the waveform diagrams showing the time change of the current and voltage of each part shown in FIG. First, the oscillation operation of the inverter circuit 13 will be described. That is, when an “H” level gate-on signal Vj (see FIG. 2 (j)) is output from the drive circuit 24 at an on-timing Ton, which will be described later, the IGBT 11 is turned on and the output of the DC power supply circuit 7 to the heating coil 8. The voltage VDC is applied. As a result, a current Ia whose current value gradually increases flows through the heating coil 8 as shown in FIG. At this time, a current Ib (in FIG. 1, the current flowing through the IGBT 11 is Ib1 and the current flowing through the flywheel diode 12 is Ib2) shown in FIG.
[0030]
Next, in this state, when the output of the gate-on signal Vj is inverted to the “L” level at the later-described off timing Toff from the drive circuit 24 (see FIG. 6J), the IGBT 11 is turned off and the current Ia flowing from the heating coil 8 Will come to block. However, in the heating coil 8, the current Ia that has just flowed does not suddenly become zero, and the current Ia flows into the resonance capacitor 9 as the resonance current Ic (see FIG. 3C). The resonance current Ic generates a current that flows in the opposite direction because the charge charge is saturated when the terminal voltage of the resonance capacitor 9 reaches a predetermined voltage.
[0031]
At this time, the terminal voltage Vd of the IGBT 11 becomes the highest at the time T1 when the current Ic flowing from the heating coil 8 into the resonance capacitor 9 becomes zero, as shown in FIG. When the current Ic flows toward the coil 8, the terminal voltage Vd of the IGBT 11 decreases. The current Ic that flows into the heating coil 8 when the terminal voltage Vd of the IGBT 11 becomes equal to the output voltage VDC of the DC power supply circuit 7, that is, when the voltage applied between both terminals of the resonance capacitor 9 becomes zero. Becomes a negative peak value.
[0032]
Subsequently, at time T3 when the terminal voltage Vd of the IBGT 11 becomes zero, when the current Ic further flows from the resonance capacitor 9 toward the heating coil 8, the current Ic stops because the flywheel diode 12 is turned on. Instead, the regenerative current Ib2 flows from the smoothing capacitor 6 side to the heating coil 8 via the flywheel diode 12.
[0033]
Then, at a later-described on timing Ton during the period when the regenerative current Ib2 is flowing, the gate 11 is again turned on by the drive circuit 24 from the drive circuit 24 to the IGBT 11 and the heating coil 8 is energized. To come. Thereafter, the same operation as described above is repeated so that a high-frequency current is passed through the heating coil 8, an induction current is generated in the rice cooker A, and heating is performed by the resistance loss.
[0034]
The “timing that can be turned ON” shown in FIG. 2A corresponds to a period during which the regenerative current Ib2 flows through the flywheel diode 12. During this period, the terminal voltage Vd of the IBGT 11 is zero. Therefore, if the IBGT 11 is turned on within the period, an increase in switching loss can be suppressed.
[0035]
Thus, since the gate-on signal Vj to the IGBT 11 is given by the drive circuit 24, the on-operation is performed when the terminal voltage of the IGBT 11 is almost zero, and resonance occurs from the heating coil 8 side when the IGBT 11 is on-operated. The charging current flowing into the capacitor 9 suddenly flows between the drain and the source, or when the charge charged in the resonant capacitor 9 flows toward the heating coil 8, the charging current does not flow suddenly, leading to destruction. This is prevented.
[0036]
Now, the output timings Ton and Toff of the gate-on signal Vj given to the IGBT 11 in the above-described high-frequency oscillation operation will be described in detail below. That is, the current Ic flowing through the resonant capacitor 9 is detected by the current transformer 20, and a detection voltage Vc having the same phase as that of the current Ic is obtained between the resistance terminals (not shown) in the phase detection circuit 21 (FIG. 2 ( c)). The detected voltage Vc is phase-shifted by 90 ° by a phase shift circuit (not shown) to become a voltage Ve (see FIG. 5E).
[0037]
That is, the voltage Ve changes from a positive value to zero at the time T2 when the current Ic flowing from the resonant capacitor 9 toward the heating coil 8 becomes maximum, and the voltage Ve exhibits a negative peak value at the time T3. In a comparison circuit (not shown) inside the phase detection circuit 21, a signal Vf (see FIG. 5F) of “H” level is output during a period when the output of the voltage Ve is positive. Therefore, the output signal Vf of the comparison circuit turns to the “L” level at the time T2 when the voltage Ve becomes zero.
[0038]
Next, the RISC microcomputer 22 outputs a signal Vg based on the signal Vf output from the phase detection circuit 21 (see (g) in the figure). That is, the signal Vg becomes “L” level after securing the on period Ton according to the input power setting, and starts a predetermined set off period starting from that timing. The length of the setting off period is determined according to the result of the material determination process. For example, when heating a rice cooker made of an appropriate material, it is set to 17.5 μsec. Further, the on period Ton is variably set, for example, between 3 μm and 35 μs. Here, the falling timing of the output signal Vf is set as a trigger signal.
[0039]
Then, on the condition that the trigger signal is detected until 17.5 μsec of the set off period elapses, the RISC microcomputer 22 changes the signal Vg from the “L” level to the “H” level after the set off period elapses. Change. Further, the RISC microcomputer 22 sets a period of 40 μs exceeding the set off period of 17.5 μs as an “allowable period”.
[0040]
When the trigger signal is not detected within the set off period, the RISC microcomputer 22 waits for detection of the trigger signal until the allowable period elapses. If the trigger signal is detected within the period, the signal Vg is “ The level is changed to the “H” level (see (h) in the figure). In this case, the period Toff is extended more than the set off period. Further, when the allowable period elapses without detecting the trigger signal, the signal Vg is changed to the “H” level at the time of the elapse.
[0041]
FIG. 3 is a flowchart showing the control contents related to the output signal processing by the RISC microcomputer 22. First, the RISC microcomputer 22 performs a material determination process to be heated prior to the start of the rice cooking process (step S1). For example, as described above, the material determination processing is adjusted so that the trigger signal is finally stably detected with reference to the timing at which the trigger signal is actually output during the initially set off period. Based on off-period. A similar process also appears in the description of (Steps S7, S10, S12, S13) of this flowchart described later.
[0042]
Here, the material judgment processing is performed by putting something other than the rice cooker A provided in the part where induction heating is performed, for example, a fork, a knife, a mug or the like, or the aluminum conventionally used by the user This is because it may be possible to set a rice cooker or forget to set rice cooker A.
[0043]
And when performing a material determination process, even if it performs the oscillation operation of the inverter circuit 13 in the off period set on the assumption that it is a proper rice cooker A, if other than that is set, a trigger signal May not be output within the off period. Therefore, in the material determination process, the off-period of the IGBT 11 is determined according to the timing at which the trigger signal is actually output (assuming that it is an object capable of induction heating), and in the subsequent rice cooking process, the material determination is performed. By performing induction heating based on the off period determined in the process, heating is performed at an oscillation frequency suitable for the target material.
[0044]
In addition, although not reflected in FIG. 3, if something unsuitable for cooking rice is detected, or if forgetting to set rice cooker A is detected, the user is notified at that time (for example, , A buzzer is sounded, or an error code is displayed on a liquid crystal or LED 7-segment display).
[0045]
When the RISC microcomputer 22 determines the set off period according to the material to be heated based on the adjustment result in step S1 (step S2), the RISC microcomputer 22 determines the on period according to the input power set by the user (step S3). . If the input power setting is 500 W or less, an intermittent ON period and an intermittent OFF period for intermittently driving the inverter circuit 13 are also set (details will be described later).
[0046]
Here, the input setting signal VS generated by the above-described input setting unit 14 is set as follows. The output signal of the current transformer 15 that detects the input current is input to the input current detection circuit 16, and the level of the current input from the commercial AC power supply 1 to the DC power supply circuit 7 side is detected. The input setting circuit 17 is given a signal of a level corresponding to the set heating amount by the heating coil 8 based on the user's operation input.
[0047]
When the user selects and inputs the amount of rice cooked (the total number of rice) and the rice cooking course (white rice, brown rice, red rice, rice porridge, cooked rice, hard / soft setting, etc.), the input result A signal corresponding to the set heating amount appropriately determined based on the output is output from the input setting circuit 17.
[0048]
The input comparison circuit 18 compares the levels of the detection signal of the input current detection circuit 16 and the setting signal of the input setting circuit 17 and outputs the input setting signal VS corresponding to the difference between them. As a result, the input comparison circuit 18 outputs an input setting signal VS corresponding to the deviation of the actual heating amount with respect to the set heating amount to the RISC microcomputer 22. Of course, the function of the input setting unit 14 can also be realized by the RISC microcomputer 22.
[0049]
Next, when the output port level of the signal Vg is set to “H” (step S4), the RISC microcomputer 22 waits until the on period determined in step S3 elapses (step S5), and when the on period elapses. ("YES") The output port level of the signal Vg is set to "L" (step S6).
[0050]
Subsequently, the RISC microcomputer 22 waits until the set off period elapses in step S7, but determines whether or not a trigger signal is output during the standby (step S8). When the trigger signal is output (“YES”), the flag FTR indicating the event is set to “1” (step S9), and the setting off period is awaited.
[0051]
When the set off period elapses in step S7 ("YES"), the RISC microcomputer 22 determines whether or not the flag FTR is set to "1" (step S10), and if it is set ("YES"). ) The flag FTR is reset to “0” (step S11), and the process proceeds to step S14.
[0052]
On the other hand, if the trigger signal is not output at the time when the set off period has elapsed and the determination is “NO” in step S10, the RISC microcomputer 22 waits for the above-described allowable period to elapse (step S12). It is determined whether or not a trigger signal is output even during the waiting (step S13). Then, whether the trigger signal is output before the allowable period elapses (step S13, “YES”), or when the allowable period elapses without the trigger signal being output (step S12, “YES”). Also proceeds to step S14.
[0053]
By controlling in this way, even if the trigger signal is output at a timing earlier than the expiration of the set off period, the set off period is maintained constant, so even if the output timing of the trigger signal varies somewhat, Frequency changes due to variations are absorbed.
[0054]
In addition, during the rice cooking process, the rice cooker A may float slightly due to the vibration of boiling water. At this time, the inductance value of the heating coil 8 decreases, the resonance frequency increases, and the trigger signal output timing. May be delayed. Therefore, when the trigger signal is output before the allowable period elapses after the set off period expires, the off period is extended exceptionally, and the resonance frequency due to the occurrence of “floating” in the rice cooker A is increased. It corresponds to the deviation.
[0055]
Furthermore, since the resonance current in the resonance circuit 10 tends to hardly flow during a period in which the level of the commercial AC power supply voltage is close to zero, a case where the output timing of the trigger signal is greatly delayed is assumed. In such a case, the oscillation operation in the inverter circuit 13 is maintained without stopping by switching on the IGBT 11 with the expiration of the allowable period as a limit.
[0056]
Here, in the case where the trigger signal is not output at the time when the set off period has elapsed and the trigger signal is output even after waiting for the allowable period to elapse, the material determination process in step S1 described above. Is the same as the case where the heating target is not the rice cooker A assumed in advance, and the time measured from the time when it is determined “YES” in step S13 is set according to the material. It will be an off period.
[0057]
In step S14, the RISC microcomputer 22 determines whether there is an intermittent ON period setting. If the input power set by the user exceeds 500 W, the intermittent ON / OFF period is not set in step S3 ("NO"), and the process returns to step S3. The intermittent drive of the inverter circuit 13 at the time of setting low input power is, for example, alternately repeating a period in which the inverter circuit 13 is continuously turned on (switching drive) and a period in which the inverter circuit 13 is continuously turned off (completely stopped) within a period of 30 seconds. is there. For example, if the input power setting is 400 W, each period is determined such that it is ON for 24 seconds and OFF for 6 seconds, and if the input power setting is 300 W, it is ON for 18 seconds and OFF for 12 seconds.
[0058]
If the set input power is 500 W or less, since the intermittent ON (and OFF) period is set (step S14, “YES”), the RISC microcomputer 22 determines the elapse of the intermittent ON period from step S4. (Step S15) If it has not elapsed ("NO"), the process returns to Step S3.
[0059]
When the intermittent ON period elapses (step S15, “YES”), the process waits for the intermittent OFF period to elapse (step S16), and when elapses (“YES”), the process returns to step S3.
[0060]
That is, in the quasi-E class inverter circuit 13, when driven with low input power, the peak of the resonance voltage decreases, and the voltage waveform averages close to the DC drive voltage VDC level. Accordingly, the IGBT 11 is turned on while the terminal voltage is high, and the switching loss, that is, the amount of heat generated by the IGBT 11 increases. Therefore, in such a state, the inverter circuit 13 is intermittently driven at a predetermined time ratio to suppress an increase in heat generation of the IGBT 11.
[0061]
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of the rice cooking process controlled by the RISC microcomputer 22. In addition, the control concerning the flowchart of FIG. 3 is performed in parallel during control of the rice cooking process of FIG. The RISC microcomputer 22 performs initial power setting according to the amount of cooked rice and determines a reference temperature increase rate according to the cooked hardness (step S21).
[0062]
Then, the RISC microcomputer 22 waits until a predetermined rice cooking control cycle time elapses (step S22), and calculates a reference temperature that should be reached when the control cycle time elapses (step S23). That is, it is calculated by multiplying the reference temperature increase rate determined in step S21 by the elapsed time.
[0063]
Next, when the temperature of the lid of the rice cooker A is detected by the temperature sensor 25 (step S24), the RISC microcomputer 22 compares the temperature of the lid with the reference temperature calculated in step S23 (step S25). When the lid temperature is low, control is performed so as to increase the input power by PID (Proportional-Integral-Differential) control (step S26). When the lid temperature is high, the input power is decreased by PID control. Control is performed as follows (step S27). If the cooking process does not reach the end point (step S28, "NO"), the process returns to step S22.
[0064]
Here, the temperature sensor 25 detects the temperature of the lid of the rice cooker A for the following reason. For example, in the case of directly detecting the temperature of the rice cooking pot A, the temperature near the boiling point of water is detected immediately after heating is started, so that it is inappropriate for use in controlling the rice cooking process. On the other hand, the temperature of the lid can be regarded as the temperature of water vapor rising from the heated rice cooker A, and the temperature of the water vapor reflects the temperature of water in the rice cooker A. Therefore, if the rice cooking process is controlled based on the temperature of the lid, the control can be performed satisfactorily.
[0065]
Also, the PID control is used for the temperature control because the PID control is suitable for controlling the temperature so as to increase according to the reference temperature increase rate, for example, to increase 5 degrees per minute. Because.
[0066]
Moreover, Fig.5 (a) shows the example of heating control of the rice cooking process in the conventional rice cooker. In the conventional heating control, even when the rate of increase in the heating temperature corresponding to the ideal rice cooking process is set, the control executed for it does not change even when the total number of cooked rice changes. It was constant. As a result, the actual temperature increase rate may deviate from the ideal temperature increase rate.
[0067]
On the other hand, as shown in FIG. 5B, according to the present embodiment, even when the total number of cooked rice changes (for example, 1 go, 2 go), high-speed digital computation by the RISC microcomputer 22 Depending on the case, the actual temperature rise rate is controlled so as to be as close as possible to the ideal temperature rise rate depending on the case, so it is possible to realize a more ideal rice cooking process and improve the cooking quality. It has become.
[0068]
In other words, the actual cooking process consists of three steps of “dipping”, “cooking”, and “steaming”, but since the state of cooking is solely dependent on “cooking”, the “cooking” Since it is possible to perform the heating control in detail, even when the rice cooking course is set in various ways, it is possible to improve the respective cooking quality.
[0069]
As described above, according to the present embodiment, when the high frequency power is supplied to the heating coil 8 of the resonance circuit 10 by the inverter circuit 13 and the rice cooker A is induction-heated, the inverter circuit 13 is controlled by the RISC microcomputer 22. I made it. Therefore, since digital signal processing can be performed at an extremely high speed, the on / off timing can be controlled in detail, and control for suppressing the “ringing” of the rice cooker A can be easily performed.
[0070]
And compared with the case where a control means is comprised with an analog circuit like patent document 1, it can comprise at low cost, without a circuit becoming complicated and large-scale. Further, since the oscillation signal can be generated using a built-in counter, it is possible to further reduce the influence of noise. Further, since the RISC microcomputer 22 performs control to fix the off-period of the IGBT 11 and vary the on-period, the length of the off-period does not depend on the change of the resonance current value, and the “ringing of the rice cooker accompanying the frequency change” Can be suppressed.
[0071]
Further, the phase detection circuit 21 outputs a timing signal based on the detection output of the current transformer 22 during a period in which the voltage between the terminals when the IGBT 11 is off exhibits a positive polarity, and the RISC microcomputer 22 causes the falling edge of the timing signal. When the trigger signal that is an edge is output within the set off period, the IGBT 11 is turned on after the set off period elapses. When the trigger signal is output after the set off period elapses, the trigger signal is output at the timing of the trigger signal. The IGBT 11 is switched on. Therefore, even if the output timing of the trigger signal varies somewhat, it is possible to absorb the frequency change due to the variation. Further, it is possible to cope with a shift in resonance frequency due to the occurrence of “floating” in the rice cooker.
[0072]
Furthermore, since the RISC microcomputer 22 switches the IGBT 11 on after the elapse of the allowable period when the trigger signal is not output within the allowable period set longer than the set off period, the level of the commercial AC power supply voltage is Even if the resonance current hardly flows in a period close to zero and the output timing of the trigger signal is greatly delayed, the oscillation operation in the inverter circuit 13 can be maintained.
[0073]
Further, the RISC microcomputer 22 performs the material determination process of the heating object before starting the induction heating of the rice cooker A. At the time of the material determination process, the set off period of the IGBT 11 is determined based on the trigger signal, and the material determination process is performed. As a result, when it was determined that the material of the rice cooker A was appropriate, the induction heating operation was performed based on the set off time. Therefore, after confirming the set of the rice cooking pot A, it is possible to perform heating at an oscillation frequency suitable for the material to be heated.
[0074]
Further, since the RISC microcomputer 22 intermittently drives the inverter circuit 13 at a predetermined time ratio according to the input power when the input power is equal to or lower than the predetermined power, it is possible to suppress an increase in heat generation of the IGBT 11. .
[0075]
Moreover, since the RISC microcomputer 22 controls the temperature of the lid of the rice cooker A detected by the temperature sensor 25 to increase in accordance with a predetermined reference temperature increase degree in the rice cooking process, The rice cooking control can be satisfactorily performed based on the temperature of the water vapor reflecting the temperature of the water.
[0076]
(Second embodiment)
6 to 8 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Only different parts will be described below. As shown in FIG. 6, in the second embodiment, a cycle flag generator 31 is added to the input setting unit 14A. The cycle flag generator 31 is a cycle flag indicating a predetermined period for each half cycle of the AC power supply based on the input current detected by the input current detection circuit 16.
FP (see FIG. 7B) is generated. The cycle flag FP is referred to by the RISC microcomputer 22A.
[0077]
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 corresponds to a part of the flowchart of FIG. 3 in the first embodiment, and shows only the portion according to the second embodiment. When the RISC microcomputer 22A executes step S3, it determines whether or not the input power has been changed from the previous setting (step S31). If it has not been changed ("NO"), the process proceeds to step S4. If it has been changed ("YES"), the process proceeds to step S32.
[0078]
In step S32, the RISC microcomputer 22A refers to the cycle flag FP output from the cycle flag generator 31. Then, it waits until it is determined that the AC power supply voltage is at a level near the zero cross point (“YES”), and the process proceeds to step S4. That is, as shown in FIG. 7B, the period in which the cycle flag FP is reset corresponds to the vicinity of the zero cross point of the AC power supply voltage. If the cycle flag FP is reset, the process goes to step S4. Transition.
[0079]
That is, if the input power setting is changed, the ON period of the IGBT 11 changes accordingly, and as a result, the oscillation frequency of the inverter circuit 13 changes. Accordingly, if the change occurs during a period when the resonance voltage level is high, the “ringing” of the rice cooker A is greatly generated. Therefore, if the ON period is changed near the zero cross point where the resonance voltage level is low, the oscillation frequency changes. The “ringing” of the accompanying rice cooker A is extremely small.
[0080]
As described above, according to the second embodiment, the RISC microcomputer 22A changes the ON period of the IGBT 11 in the vicinity of the zero cross point of the AC power supply voltage waveform. The “sounding” of A can be suppressed as much as possible.
[0081]
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
The material determination process may be performed based on a regenerative current value generated when the inverter circuit 13 is driven with a predetermined input power, for example.
The control means may be configured using a DSP or a combination of a DSP and a CISC microcomputer.
In the first embodiment, the RISC microcomputer 22 may set the reference temperature increase degree based on a curve defined by a mathematical expression. In other words, the ideal degree of temperature rise is not necessarily linear. For example, if the setting is based on a quadratic curve or a cubic curve, more diverse and more ideal heating control can be performed. Is also possible.
[0082]
Further, the RISC microcomputer 22 may be capable of changing the reference temperature rise degree in accordance with the user's input operation, and if configured in this way, the cooked state of the cooked rice can be adjusted according to the user's preference. It becomes.
When the cycle flag generating unit 31 is provided as in the second embodiment, the following control may be performed instead of the processes of steps S10, S12, and S13 in the first embodiment. That is, in the vicinity of the zero cross of the AC power supply voltage, the trigger signal becomes difficult to be detected as described above, and the oscillation cycle of the inverter circuit 13 may be greatly reduced. Therefore, if the trigger signal is not detected even after the set off period has elapsed, the cycle flag FP is referred to in the same manner as in the second embodiment, and the predetermined on period Ton and off period Toff are switched in the vicinity of the zero cross. Control. Even in such a control, it is possible to suppress the “ringing” of the rice cooker A by suppressing a significant decrease in the oscillation frequency.
You may apply to a half bridge type inverter circuit.
[0083]
【The invention's effect】
  According to the rice cooker of the present invention, since the control means for performing the induction heating control of the rice cooker by the inverter circuit is configured by the RISC microcomputer or the DSP, the digital signal processing can be performed at extremely high speed, and the on / off timing is detailed. Is possible to controlWhen the resonant current frequency changesControl that suppresses the “ringing” of the rice cooker can be easily performed. And compared with the case where a control means is comprised with an analog circuit, it can comprise at low cost, without a circuit becoming complicated and large-scale. Further, since the oscillation signal can be generated using a built-in counter, it is possible to further reduce the influence of noise.
  Further, when the trigger signal is output at a timing earlier than the expiration of the predetermined off period, even if the output timing varies somewhat, it is possible to absorb the frequency change due to the variation. In addition, during the rice cooking process, it is possible to cope with a shift in resonance frequency due to the occurrence of “floating” in the rice cooking pot.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an electrical configuration according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart showing signal waveforms.
FIG. 3 is a flowchart showing control contents related to output signal processing by a RISC microcomputer.
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of the rice cooking process controlled by the RISC microcomputer.
5A is an example of heating control for a rice cooking process in a conventional rice cooker, and FIG. 5B is a diagram illustrating an example of heating control for a rice cooking process in a rice cooker according to the present embodiment.
FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
7A is a current waveform of a commercial AC power supply, and FIG. 7B is a diagram showing the output timing of a period flag FP.
FIG. 8 corresponds to a part of the flowchart of FIG. 3 in the first embodiment, and shows only a portion according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 is a commercial AC power supply, 6 is a smoothing capacitor, 7 is a DC power supply circuit, 8 is a heating coil (resonance coil), 9 is a resonance capacitor, 10 is a resonance circuit, 11 is an IGBT (switching element), 12 is a flywheel diode ( Rectifier element), 13 is an inverter circuit, 20 is a current transformer (resonant current phase detection means), 21 is a phase detection circuit (timing signal output means), 22 is a RISC microcomputer (control means), 23 is an output control circuit, 24 Is a drive circuit, 25 is a temperature sensor, and A is a rice cooker.

Claims (8)

出力段に平滑コンデンサが接続された直流電源回路と、
この直流電源回路の直流出力を高周波電力に変換するように設けられ、共振コイルと、この共振コイルと共に共振回路をなす共振コンデンサと、前記直流電源回路の出力端子間に前記共振コイルを直列に介して接続されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に逆並列接続された整流素子とを備えたインバータ回路と、
前記共振コイルに流れる高周波電流が流れることで誘導加熱される炊飯釜と、
前記スイッチング素子のオンオフを制御することで前記炊飯釜による炊飯動作を制御する制御手段と
前記スイッチング素子のオフ時に前記共振コンデンサに流れる共振電流の変化を検出する共振電流位相検出手段と、
この共振電流位相検出手段の検出出力に基づいて、前記スイッチング素子のオフ時の端子間電圧が所定値以上を示す期間にタイミング信号を出力するタイミング信号出力手段とを備え、
前記制御手段をRISCマイコン又はDSPによって構成し
前記制御手段は、スイッチング素子のオフ期間を固定し、オン期間を可変するように制御すると共に、所定のオフ期間を定めると、前記タイミング信号の立下がりをトリガ信号として、前記トリガ信号が前記オフ期間内に出力されると当該オフ期間の経過後にスイッチング素子をオンに切換え、前記トリガ信号がオフ期間の経過後に出力された場合は、当該トリガ信号の出力タイミングでスイッチング素子をオンに切換えることを特徴とする炊飯器。
A DC power supply circuit with a smoothing capacitor connected to the output stage;
The direct current output of the direct current power supply circuit is provided to convert the direct current output into high frequency power, the resonant coil, a resonant capacitor that forms a resonant circuit with the resonant coil, and the resonant coil interposed in series between the output terminals of the direct current power supply circuit. An inverter circuit including a switching element connected to each other and a rectifying element connected in reverse parallel to the switching element;
A rice cooker that is induction-heated by flowing a high-frequency current flowing through the resonance coil;
Control means for controlling the rice cooking operation by the rice cooker by controlling on and off of the switching element ,
Resonance current phase detection means for detecting a change in resonance current flowing in the resonance capacitor when the switching element is off;
A timing signal output means for outputting a timing signal during a period in which the voltage between the terminals when the switching element is off is a predetermined value or more based on the detection output of the resonance current phase detection means;
The control means is constituted by a RISC microcomputer or DSP ,
The control means controls the switching element so that the off-period is fixed and the on-period is variable, and when the predetermined off-period is determined, the trigger signal is turned off using the falling edge of the timing signal as a trigger signal. If it is output within the period, the switching element is turned on after the lapse of the off period, and when the trigger signal is output after the lapse of the off period, the switching element is turned on at the output timing of the trigger signal. A featured rice cooker.
制御手段は、オフ期間よりも長く設定される許容期間内にトリガ信号が出力されない場合は、前記許容期間の経過後にスイッチング素子をオンに切換えることを特徴とする請求項1記載の炊飯器。2. The rice cooker according to claim 1 , wherein when the trigger signal is not output within an allowable period set longer than the off period , the control unit switches the switching element on after the allowable period elapses . 制御手段は、
炊飯釜の誘導加熱を開始する前に加熱対象の材質判定処理を行なうと共に、
前記材質判定処理時には、タイミング信号出力手段によって出力されるトリガ信号に基づいてスイッチング素子のオフ期間を決定し、
前記材質判定処理の結果、炊飯釜の材質が適正であると判定されると、前記オフ時間に基づいて誘導加熱動作を行なうことを特徴とする請求項1又は2記載の炊飯器。
The control means
Before starting induction heating of the rice cooker, perform the material judgment process of the heating target,
At the time of the material determination process, the switching element OFF period is determined based on the trigger signal output by the timing signal output means,
3. The rice cooker according to claim 1, wherein when it is determined that the material of the rice cooker is appropriate as a result of the material determination process, induction heating operation is performed based on the off time .
制御手段は、スイッチング素子のオン期間を変化させる場合は、交流電源電圧波形のゼロクロス点付近において行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の炊飯器。 4. The rice cooker according to claim 1 , wherein the control means changes the ON period of the switching element in the vicinity of a zero cross point of the AC power supply voltage waveform . 5. インバータ回路は、準E級で構成され、
制御手段は、前記インバータ回路の入力電力が所定電力以下の場合は、入力電力に応じて予め定めた時間比でインバータ回路を間欠駆動することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の炊飯器。
The inverter circuit is composed of quasi-E class,
Control means, wherein when the input power of the inverter circuit is less than a predetermined power, according to any of claims 1 to 4, characterized in that intermittently drives the inverter circuit at a predetermined time ratio according to the input power Rice cooker.
炊飯釜の開口を蓋う蓋の温度を検出する温度センサを備え、
制御手段は、炊飯行程においては、前記温度センサによって検出される蓋の温度が予め定められた基準温度上昇度合いに応じて上昇するように制御することを特徴とする請求項乃至5の何れかに記載の炊飯器。
It has a temperature sensor that detects the temperature of the lid that covers the opening of the rice cooker,
Control means, in the cooking process, any one of claims 1 to 5, characterized in that the temperature of the lid to be detected by the temperature sensor is controlled so as to rise in response to the reference temperature rise predetermined degree Rice cooker as described in.
制御手段は、基準温度上昇度合いを数式で定められる曲線に基づいて設定することを特徴とする請求項6記載の炊飯器。7. The rice cooker according to claim 6, wherein the control means sets the reference temperature increase degree based on a curve defined by a mathematical expression . 制御手段は、ユーザの入力操作に応じて、基準温度上昇度合いを変更可能であることを特徴とする請求項6または7記載の炊飯器。The rice cooker according to claim 6 or 7, wherein the control means is capable of changing the degree of increase in the reference temperature in accordance with a user input operation .
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