JPH0562773A - 誘導加熱調理器の温度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鍋の温度をタイムラグ無しに検出するととも
に、機構部品を不要とする。 【構成】 誘導加熱調理器１は、交流電源７からの入力
電流Ｉを整流して誘導コイル５に供給し、当該誘導コイ
ル５により鍋３を加熱するようになっている。温度検出
装置は、入力電流変化量検出手段１６と、Ａ／Ｄ変換手
段２０と、温度判定処理手段２１とを備えている。鍋３
の温度変化により、入力電流Ｉが変化する。入力電流Ｉ
（一次電流）は変流器１５によって二次電流に変流され
るので、入力電流Ｉの変化量は二次側電圧Ｖｉの変化量
としてとらえられる。入力電流変化量検出手段１６は、
入力電流Ｉすなわち二次側電圧Ｖｉの変化部分のみを検
出し、電圧Ｖ₀を出力する。Ａ／Ｄ変換手段２０は、入
力電流変化量検出手段１６の出力電圧Ｖ₀をデジタル値
に変換する。温度判定処理手段２１は、Ａ／Ｄ変換手段
２０により変換されたデジタル値に対応する温度を判定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘導加熱炊飯器、電磁調
理器等の誘導加熱調理器に用いられる温度検出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、誘導加熱調理器の鍋の温度検出装
置としては、サーミスタ等の温度検出素子を鍋に接触さ
せて直接的に温度を検出するか、あるいは当該温度検出
素子を空間を介して鍋に近接させて間接的に温度を検知
するものが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
温度検出装置では、鍋から熱伝導又は輻射により伝わる
熱を温度検出素子が検出するため、温度検出に時間遅れ
があり、微妙な熱加減が困難であった。特に温度検出素
子により直接鍋の温度を検出するものでは、鍋に温度検
出素子が圧接するように、温度検出素子を鍋に向かって
付勢するスプリングやそのスプリングを支持する支持部
材等からなる複雑な可動機構が必要であるため、部品点
数が多いうえ組付性が悪かった。また、温度検出素子が
調理面より突出していて清掃時の邪魔になるため、調理
器の手入れがしにくい等の問題があった。本発明はかか
る問題点を解決するのを課題とし、鍋の温度をタイムラ
グ無しに検出することができ、機構部品が不要な誘導加
熱調理器の温度検出装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】誘導加熱調理器において
は、金属製の鍋への供給電力Ｐｓは、一般に、 Ｐｓ＝ＫＳＩｃ²√（ｆμρ₀（１＋αｔ）） … で表される。ここで、Ｋは誘導コイルと鍋の結合係数、
Ｓは金属の面積、Ｉｃは誘導コイル電流、ｆは周波数、
μは透磁率、ρ₀は金属の０℃における固有抵抗、αは
温度係数、ｔは温度上昇である。一方、入力電力Ｐｉ
は、入力電圧をＶ、入力電流をＩとすると、 Ｐｉ＝ＩＶ … で表される。

【０００５】ここで、Ｐｉ＝Ｐｓであり、また入力電流
Ｉ≒誘導コイル電流Ｉｃであるから、，より Ｉ＝Ｖ／ＫＳ√（ｆμρ₀（１＋αｔ）） … となる。これにより、Ｖ及びｆが一定の時、入力電流Ｉ
は温度上昇ｔの関数となり、鍋の温度上昇ｔによって入
力電流Ｉが変化することは明らかである。ところが、α
＝１．５〜６×１０^-3程度であり、温度上昇ｔが１００
℃であったとしても、入力電流Ｉは１０％程度変化する
にすぎないので、入力電流Ｉを測定するだけでは、正確
な温度検出は行なえない。

【０００６】そこで、本発明は、交流電源からの入力電
流を整流して誘導コイルに供給し、当該誘導コイルによ
り鍋を加熱する誘導加熱調理器の鍋の温度を検出する温
度検出装置において、入力電流の変化部分のみを検出す
る入力電流変化量検出手段と、該入力電流変化量検出手
段によって検出される入力電流の変化量をデジタル値に
変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変
換されたデジタル値に対応する温度を判定する温度判定
処理手段とを備えたものである。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に従って説明
する。図１は、本発明に係る温度検出装置を備えた誘導
加熱炊飯器の回路図を示す。図において、炊飯器１は容
器本体２と、該容器本体２内に収容される鍋３と、容器
本体２を蓋する蓋体４とからなっている。容器本体２に
は、誘導コイル５が配設されている。この誘導コイル５
は、スイッチング用トランジスタ６と直列に接続される
とともに、交流電源７を全波整流回路８で整流してチョ
ークコイル９及び平滑コンデンサ１０，１１で平滑した
直流電源に接続されている。

【０００８】また、誘導コイル５には、当該誘導コイル
５とともにＬＣ共振回路を形成するコンデンサ１２が並
列に接続され、トランジスタ６のコレクタ，エミッタ間
にはダイオード１３が接続されている。トランジスタ６
のベースには、トランジスタ駆動パルス制御回路１４が
接続され、この回路１４はコレクタ，エミッタ間電圧Ｖ
ｃｅに基づいてトランジスタ６のベースに駆動パルスを
出力するようになっている。

【０００９】一方、交流電源７の電源ラインには変流器
１５が設けられ、この変流器１５の二次側には入力電流
変化量検出回路１６が接続されている。この入力電流変
化量検出回路１６には、図２に示すように、入力端子１
７ａ，１７ｂ間に可変抵抗ＶＲが接続されるとともに、
ダイオードＤ₁、ツェナダイオードＺＤ₁及び平滑コンデ
ンサＣ₁を直列に接続した第１検出回路１８ａが接続さ
れ、またこの第１検出回路１７と並列になるように、ダ
イオードＤ₂、ツェナダイオードＺＤ₂及び平滑コンデン
サＣ₂を直列に接続した第２検出回路１８ｂが接続され
ている。

【００１０】第１検出回路１８ａのダイオードＤ₁及び
ツェナダイオードＺＤ₁は、それぞれ第２検出回路１８
ｂのダイオードＤ₂、ツェナダイオードＺＤ₂と逆極性に
接続されている。前記各平滑コンデンサＣ₁，Ｃ₂の両極
間には、それぞれ抵抗Ｒ₁，Ｒ_２ が接続され、また各平
滑コンデンサＣ_１，Ｃ₂のツェナダイオード接続側には
それぞれ出力端子１９ａ，１９ｂが接続されている。そ
して、この入力電流変化量検出回路１６の出力端子１９
ａ，１９ｂには、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換器２０
を内蔵する温度判定処理回路２１が接続されている。

【００１１】Ａ／Ｄ変換器２０は、前記入力電流変化量
検出回路１６の出力端子１９ａ，１９ｂ間のアナログ電
圧をデジタル値に変換するものである。温度判定処理回
路２１には、予め、前述の式に基づいて、入力電流の
変化に対する鍋３の温度の変化曲線（以下、入力電流−
温度変化曲線という。）が設定され、記憶されている。
そして、この温度判定処理回路２１は、前記入力電流−
温度変化曲線に従って、前記Ａ／Ｄ変換器２０で変換さ
れたデジタル値からそのデジタル値に対応する温度を判
定し、その温度が所定の炊き上がり温度であれば、前記
トランジスタ駆動パルス制御回路１４に停止信号を出力
するようになっている。

【００１２】以上の構成からなる誘導加熱炊飯器では、
トランジスタ駆動パルス制御回路１４よりトランジスタ
６のベースに駆動パルスを印加してトランジスタ６をオ
ンし、誘導コイル５に所定時間電流を流した後にトラン
ジスタ６をオフすると、誘導コイル５に高周波電流が生
じる。この高周波電流により発生する交番磁界内に置か
れた導電性の鍋３に渦電流が生じる結果、鍋３が発熱し
て炊飯が行なわれる。

【００１３】トランジスタ駆動パルス制御回路１４は、
誘導コイル５に流れる高周波電流が時間とともに減衰す
るのを防止するため、ある時点でトランジスタ６をオン
して一定時間後にオフすることを繰り返し、高い高周波
電流を維持している。トランジスタ６をオンするタイミ
ングは、トランジスタ６のコレクタ，エミッタ間電圧Ｖ
ｃｅが極小となる時点であり、スイッチング時の消費電
力が最小になるようにしてある。

【００１４】このような誘導加熱による炊飯中には、沸
騰時点や、水分が無くなる炊き上がり時点等における鍋
３の温度が、本発明に係る温度検出装置によって検出さ
れる。以下、炊き上がり時点における温度検出動作を説
明する。交流電源７からの入力電流Ｉ（一次電流）は変
流器１５によって二次電流Ｉ’に変流される。したがっ
て、入力電流Ｉの変化量は変流器１５の二次側電圧Ｖｉ
の変化量としてとらえられる。この二次側電圧Ｖｉは、
入力電流変化量検出回路１６の入力端子１７ａ，１７ｂ
に入力される。図３の上段は、この二次側電圧Ｖｉの波
形を示している。

【００１５】前記二次側電圧Ｖｉは、交流の正の半波が
第１検出回路１８ａのダイオードＤ₁によって整流さ
れ、ツェナダイオードＺＤ₁によってツェナ電圧Ｖｚ以
上の部分のみが抽出される結果、図３下段に２点鎖線で
示すような波形となる。さらに、この整流された二次側
電圧は平滑コンデンサＣ₁によって平滑される。なお、
抵抗Ｒ₁の存在により、コンデンサＣ₁に充電された電荷
は抵抗Ｒ₁を通って放電されるため、図３下段に示すよ
うに、傾斜した電圧波形が得られる。同様に、二次側電
圧Ｖｉの交流の負の半波は第２抽出回路１８ｂによって
整流，平滑される。

【００１６】さて、炊飯器３の温度上昇によって入力電
流Ｉが減少することは前述の式より明らかであるが、
その入力電流Ｉの変化により、変流器１５の二次側電圧
Ｖｉの電圧波形は、図３上段に示すように、低温から高
温になるとピーク部分が低い波形に変化する。そして、
この二次側電圧Ｖｉの変化部分のみが入力電流変化量検
出回路１６によって抽出され、コンデンサＣ₁，Ｃ₂の両
極間に出力される。したがって、この温度変化による入
力電流Ｉの変化は前述のように１０％程度であるが、入
力電流Ｉの変化により生じる二次側電圧Ｖｉの変化部分
は入力電流変化量検出回路１６によって抽出される。こ
のように、入力電流変化量検出回路１６によって抽出さ
れた電圧Ｖ₁，Ｖ₂は、重ね合わされて出力端子１９ａ，
１９ｂよりＶｏとして出力される。この出力電圧Ｖ₀の
変化は、入力電流Ｉの変化、すなわち鍋３の温度変化ｔ
に対応する。

【００１７】次に、前記入力電流変化量検出回路１６の
出力電圧Ｖｏは、温度判定処理回路２１のＡ／Ｄ変換器
２０によってデジタル値に変換される。温度判定処理回
路２１は、前記出力電圧Ｖ₀のデジタル値に対応する温
度を前記入力電流−温度変化曲線に従って判定し、この
温度が炊き上がり温度であれば、トランジスタ駆動パル
ス制御回路１４に停止信号を出力する。これにより、ト
ランジスタ駆動パルス制御回路１４はトランジスタ６を
オフし、鍋３の加熱が停止され、炊飯完了となる。な
お、入力電流変化量検出回路１６としてオペアンプ等を
用いた差動増巾器を用いることにより、変流器１５の二
次側電圧からツェナ電圧Ｖｚに相当する電圧を差引き、
Ｖｚ以上の電圧を適当な大きさに増巾して同一目的を達
成することもできる。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、鍋の温度が入力電流の変化によってタイムラ
グ無しに検出されるので、微妙な熱加減の調理が可能と
なる。また、鍋の温度を直接検出する温度検出素子等を
用いないので、加熱面に凹凸がなくて清掃時の邪魔にな
らず、手入れが容易である。さらに、従来のように温度
検出素子を鍋に圧接させるためのスプリングや、そのス
プリングを支持するための支持機構がないので、構造簡
単であり、組立が容易である等の効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る温度検出装置を備えた誘導加熱
炊飯器の回路図である。

【図２】 図１の入力電流変化量検出回路の回路図であ
る。

【図３】 図１の入力電流変化量検出回路の入力電圧及
び出力電圧の電圧波形図である。

【符号の説明】

１…誘導加熱炊飯器、３…鍋、５…誘導コイル、７…交
流電源、１６…入力電流変化量検出回路、２０…Ａ／Ｄ
変換器、２１…温度判定処理回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源からの入力電流を整流して誘導
   コイルに供給し、当該誘導コイルにより鍋を加熱する誘
   導加熱調理器の鍋の温度を検出する温度検出装置におい
   て、入力電流の変化部分のみを検出する入力電流変化量
   検出手段と、該入力電流変化量検出手段によって検出さ
   れる入力電流の変化量をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変
   換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル
   値に対応する温度を判定する温度判定処理手段とを備え
   たことを特徴とする誘導加熱調理器の温度検出装置。