CN1060756A - 使用逆变器电源的高频加热装置 - Google Patents

Abstract

一种高频加热装置，包括一个单一结构，该结构 包括一个产生微波的磁控管，一个向该磁控管提供高 压电源的逆变器电源及一个冷却磁控管及逆变器电 源的冷却装置，所有这些结构在一共同的金属壳内。 该单一结构至少设有一个检测冷却组件工作状态的 检测器及包括检测金属壳是否在炉箱上安妥的检测 器的安全装置。为了避免触电，该单一结构分成高压 及低压部分，并且磁控管及逆变器电源彼此直接电连 接而不需依靠该单一结构。

Description

本发明一般地涉及利用介质加热对非导电材料，如食品进行加热的一种高频加热装置，尤其是涉及到使用逆变器电源的高频加热装置，该逆变器电源设计成使由商用市电电源整流所得的直流电逆变成一高频交流电源。

一种典型的现有技术的高频加热装置将参照图1至3加以讨论。首先参照图1，它表示在现有技术的高频加热装置中使用的一种电源的电路图，由一商用市电电源1提供的电流被整流器2整流成直流电，接着它经由包括一电感3及一电容4的滤波电路，供给一个半导体开关电路器件7及一个由电容5及电感6组成的谐振电路。该图示的电路使用了一种所谓“Isseki”型电压谐振电路的电路设计。该电感6同时作为一个变压器的初级线圈，该变压器除该初级线圈6外还包括一个次级线圈8，用来将供电到初级线圈6的电压进行升压，及一个第三线圈9，用于将供电到初级线圈6的电压进行降压。在次级线圈8上的高压由一高压整流器电路10整流成一种直流高压。包括上述这些元件的电源在以下被称为逆变器电源11。

该由高压整流电路10整流后的直流高压加在一磁控管12的阳极和阴极之间，以激励磁控管。由第三线圈感应出的交流低压加到磁控管的阴极上，以加热该阴极。该磁控管12具有如在图2中所示的外部形状，并且有由钨丝13作成的阴极。该磁控管12的阳极14是由磁控管12的壳体构成的，在该阴极及阳极之间的空间15被高度地抽成实质上的真空。该阴极13及阳极14借助一陶瓷部分16彼此相互绝缘。当在阳极14及阴极13之间加上约-4千伏的高电压（假设阳极14保持在零电位上），并且阴极被加热到预定温度时，磁控管12就能形成振荡以产生微波。

仍参照图1，磁控管12及逆变器电源11之间的连接是以下列方式实现的：作为高压部分的阴极13及高压整流电路10的高压侧经由被绝缘的导线17连接在一起，而置于零电位的阳极14则经由该高频加热装置的底盘18与高压整流电路10的零电位侧相连接在一起，该底盘18一般是由金属，例如铁板制成的。图3示出了该高频加热装置底盘18上同时装有逆变器电源11及磁控管12的组装图。现在图3中所示的高频加热装置还包括：一个称为炉箱的结构19，它具有一个加热室及一个通向该室的入口;一个由铰链连接支承的门20，用于选择地打开或关上入口;以及一个控制面板21。由磁控管12产生的微波被辐射进入炉箱结构19，以便对在加热室内放置的物品，如食品材料进行介质加热。其中阴极13作为逆变器电源11的高压部分，它与高压整流电路10的高压侧经由被绝缘的导线17连接，高压整流电路10的零电位侧借助一个适当的连接件21，例如一根导线与该高频加热装置的底盘18相连接，并也就通过底盘18与阳极14连接起来。

该高频加热装置的底盘18上固定安装了一个螺旋式通风扇组件22，用于冷却磁控管12及逆变器电源11。

如以上讨论的，现有技术的高频加热装置包括：称为炉箱的结构，底盘，门，具有用于控制高频加热装置的多个控制元件的控制面板，产生微波的磁控管，驱动磁控管的逆变器电源，以及用于冷却逆变器电源和磁控管的风扇组件。现有技术的高频加热装置迄今是按以下方式组装的：上述这些元件单个地并依次地由工人安装到底盘上，然后进行逆变器电源与控制面板上控制元件之间所需的电气连接，以及逆变器电源及磁控管之间所需的电气连接。然而对于上述结构的现有技术的高频加热装置，在进行所需电气连接时遇到了困难，即需要长时间才能完成连接。此外，因为逆变器电源、磁控管及风扇组件是单个地及依次地安装在底盘上的，因而很难实现这些元件的自动安装。

由于上述问题，就产生了一种企图，将作为微波产生部分的逆变器电源、磁控管及冷却它们的冷却部件组合成具有一金属外壳的单一结构。当它们被装置在该金属壳中时，用于冷却磁控管及包含逆变器电源在内的元部件的冷却系统可组装在一个印刷电路板上，该板上包括逆变器电源的那些元部件，以及由此，用于驱动冷却装置所必要的电源可由该印刷电路板提供。因此，就可以将冷却装置安装在该印刷电路板上，仅需要将该印刷电路板浸在焊接槽中，电源电路与冷却装置就能相互地连接起来，这样就有可能作到基本上消除手工进行电连接的需要。类似的式样同样可用于磁控管与逆变器电源之间的电连接。

可以使用铝作为该单一结构金属壳所用的金属，因为它有屏蔽噪音的极佳性能。使用铝还带来了一个附加的优点，即迄今磁控管所需用的噪音滤波器能被省去。此外，由于逆变器电源、磁控管及冷却装置被组合在一起，就使包括逆变器电源、磁控管及冷却装置在内的金属壳的安装利用一个自动安装机器来完成，其结果是有效地减少了手工劳动。

该单一结构的尺寸以及金属壳的尺寸，因而可以优选得尺寸小，并且构成磁控管及逆变器电源的元部件以高密度布置在金属壳内。为此目的，用于对这些元部件强制冷却的风扇组件必须尺寸小，但是抗压力耗损的能力要高。这种风扇组件的一个例子包括被称为“Silocco”风扇的通用园柱形风扇组件，并且一种紧凑结构的直流电机能以高速度驱动，适用于作为驱动这种“Silocco”风扇的驱动电机。

这样一种产生微波的结构具有一些独特的问题，例如，防范微波危害的一些措施未足够被采取，这种产生微波的单一结构在其与商用市电输出端电连接后即能被驱动来产生微波。并且，该单一结构包括如风扇组件的冷却装置，一旦微波由该结构产生出来就可能长时间地泄漏到外部来，尽管这时该结构还未组装到高频加热装置的壳体中，由此就产生了一个与微波危害有关的问题。

同时，由于磁控管及逆变器电源这些元部件高密度地布置结果，获得了紧凑的单一结构，但某些相应的高电压或低电压控制的元部件由于某些原因往往会引起短路。

因此本发明已设计了这样一种改进的高频加热装置，在其中具有一个异常状态检测装置，用于检测在该单一结构中任何元部件上出现了异常状态或未出现异常状态，以使得逆变器电源能够被控制得对异常状态检测装置的信号产生响应，避免发生起烟及/或起火，并且避免在加热室以外的空间中发生微波辐射，目的在于保证安全的因素。

本发明的另一重要目的在于提供一种上述类型的改进型高频加热装置，其中均设置在金属壳内的磁控管及逆变器电源利用导线，铜板或黄铜板直接地彼此相连接，以避免这样的可能性：在磁控管及逆变器电源之间流过的电流会大部分地在该单一结构内部流过，其目的在于消除磁控管产生的噪音向外部发射，否则将会对该高频加热装置周围设置的电器具、通信装置及/或医疗器具产生不利影响。

本发明的另一个重要目的在于提供一种上述类型的改进型高频加热装置，其中高、低压部分相互隔开，以避免这两部分间的任何可能的接触，以将低电压部分对高电压部分任何感应的可能性降低最低限度，否则将会导致电击。

本发明的这些目的及特征和另外的目的及特征，通过参照附图对优选实施例的以下描述将会变得更加清楚，在附图中相同的部分标注相同的参照号，其附图为：

图1是用于现有技术高频加热装置的逆变器电源的电路概图;

图2是表示磁控管的一个侧面剖视图;

图3是现有技术高频加热装置的带有剖割部分的透视概图;

图4是根据本发明第一优选实施例的高频加热装置中使用的单一结构的电路概图;

图5是在高频加热装置中使用的单一结构的具有剖割部分的透视概图;

图6是在装有该单一结构的高频加热装置的具有剖割部分的透视概图;

图7至图9是表示相应于本发明第二、第三及第四实施例的、与图4相似的电路图;

图10是根据本发明第五实施例的单一结构的方框电路图;

图11是在本发明高频加热装置中使用的通风机组件的透视图，表明一风扇驱动检测装置的一个实施例;

图12是该驱动检测装置的另一实施例的电路图;

图13是表示该单一结构第六优选实施例的与图4相似的电路图;

图14是该单一结构的一个侧剖视图;

图15是该单一结构第七个优选实施例的、与图4相似的电路图;

图16是在其中装有图15单一结构的高频加热装置的剖面概图;

图17是该单一结构第八个优选实施例的、与图4相似的电路图;

图18是该单一结构的一个非完整的剖视图;

图19是表示对一半导体开关元件安装的一个异常状态检测装置的透视概图;

图20是表示装有一个半导体开关元件的风扇异常状态检测装置的安装透视概图;

图21是表示该单一结构第九优选实施例的透视概图;及

图22是该单一结构的一个侧剖视图。

首先参照图4，它表示根据本发明第一优选实施例的高频加热装置。由于图4表示一种称为“零电压开关谐振电路”的电路，用于控制半导体开关器件7的控制电路23设计成所谓脉宽制（PWM控制），由此来控制逆变器电源11。逆变器电源11、磁控管12以及同时冷却逆变器电源11及磁控管12的冷却装置26都设置在金属壳27内。该金属壳27上装有一个使用热敏电阻24的异常状态检测装置25，用于检测壳27的温度。当由热敏电阻24检测到的金属壳27的温度达到一个预定的异常温度时，该异常状态检测装置25就发出一个信号给控制电路23，使该电路响应这个信号来控制半导体主开关器件7，以使得逆变器电源11停止工作或使其输出降低。

图5表示安装在金属壳27内的所有部件：逆变器电源11、磁控管12及冷却装置26。如以上所述的，冷却装置26安装在逆变器电源11所在的同一块印刷电路板上，该冷却装置采用具有高抗压力损耗能力的“Silocco”风扇组件形式。金属壳27是由铝作成的，具有高的噪音屏蔽特性，在该壳上装有使用热敏电阻24类型的异常状态检测装置。金属壳27通过连接件及固定件与磁控管12形成导热的连接，因而磁控管12随着温度的升高可能产生一种称为“模变”（“moding”）的非正常振荡。一旦这个现象发生了，热敏电阻24起作用将其检测出，因而，异常状态检测装置25能发出信号给控制电路23，使该控制电路控制半导体主开关器件7，使逆变器电源11停止工作。

图6表示该单一结构（即其中具有逆变器电源11、磁控管12及冷却装置26的金属壳27）安装在高频加热装置上。如图所示，该单一结构安装在一个机壳18上，该机壳构成具有一个加热室的炉箱19的一部分，该加热室是指定用来放置例如待加热的食品的。因为这样尽管在炉箱19无载状态时，由于微波辐射在炉箱19内部的温度被异常地升高了，但是在机壳18中升高的热量经由具高导热性的铝制作的金属壳27传递到使用热敏电阻24的异常状态检测装置25，因而逆变器电源11可被控制成停止工作或降低其输出。相应地，可以很好地消除这样的可能性：万一炉箱19伴随着机架18温度的升高产生过热，并且机架周围的空气也过热，则冷却装置26提供的空气的温度也升高了，结果就使待冷却的包括逆变器电源11在内各个元部件的温度升高。这种可能性的消除就可以增加本发明系统的可靠性。

图7表示根据本发明第二优选实施例的高频加热装置的单一结构。为了检测金属壳27温度的异常增加，利用了使用热敏电阻24的异常状态检测装置25，同时也在商用市电源1与逆变器电源11之间连接的电源线中使用了如继电器之类的开关装置28。该开关装置28可以响应来自异常状态检测装置25的信号进行操作，当万一金属壳27上温度异常增高时，以便将电源1对逆变器电源11的交流供电中断。

图8表示本发明的第三优选实施例的高频加热装置中的单一结构。图中所示的该单一结构使用了：检测金属壳27异常温升的异常状态检测装置25;一个参照电平发生装置29;将由异常状态检测装置25来的信号与参照电平发生装置29产生的参照电平进行比较的比较装置30。由于异常状态检测装置25输出的信号电平正比于金属壳27的温度，则以下的方法可用来在金属壳27的温度达到一预定值时使逆变器电源11停止工作。尤其是，参照电平发生装置29产生一个参照电平的参照信号，其值等于当金属壳27的温度达到一预定值时由异常状态检测装置所输出的信号电平，在该温度预定值上逆变器电源11被要求停止工作，并且由参照电平发生装置29产生的参照信号可利用比较装置30与异常状态检测装置25的信号进行比较。如果来自异常状态检测装置25的信号电平超过了参照电平，比较装置30就提供一个信号给控制电路23，使该控制电路控制半导体主开关器件7，使得逆变器电源11停止工作。如图所示，由比较装置30来的信号可提供给设置在连接到逆变器电源11的电源线中的开关装置28，以使得该开关装置28能响应比较装置30的信号操作，使逆变器电源11对磁控管12的供电中断。

图9表示根据本发明的第四优选实施例的高频加热装置中的单一结构。图中所示的参照电平发生装置29包括一个用于检测逆变器电源11的输出电流幅度的电流互感器，一个用于整流该电流互感器输出的整流电路。该参照电平发生装置29这样设计，即使得由其产生的参照电平能根据逆变器电源11的输出变化。换言之，较低的逆变器电源11的输出将产生一个相应的较低的参照电平。

在图9所示的实施例中，用于检测在单一结构的任何一个元部件上产生的异常状态的异常状态检测装置25被用来检测冷却逆变器电源11及磁控管12的风扇组件31的转数。

可能会发生这样的情况：风扇组件31的转数由于某原因显著地降低或停止了，则在金属壳27内的构成单一结构的元部件温度将异常地增加。如以上讨论过的，直流电机32用来驱动风扇组件31，以便保证紧凑的结构特性及高速驱动。为了驱动直流电动机32，大约需要10瓦的直流低压，如果设计成从商用市电输出1获取驱动该电机32的直流电功率，则将该商用市电整流成直流低压的电路会变得笨重与结构复杂化。

为了基本地消除这个问题，如图9所示，包括在逆变器电源11中的变压器具有一个线圈33，用于输出交流电，并将其整流成直流电。由逆变器电源11中的变压器线圈33感应的交流电的频率显著地高于商用市电输出频率，因此，用于线圈33的电感器及用于整流高频交流电的电容器可以作到尺寸紧凑，并可使供给直流电的电路结构紧凑。但是，线圈33的输出随着逆变器电源11等同的变化。即是，当逆变器电源11的输出下降时，线圈33的输出相应地下降，其结果使风扇组件31的转数下降。逆变器电源11输出的下降同样地导致在逆变器电源11中所使用的元部件，例如半导体开关元件、电容器及电感器上损耗的下降。相应地，这个问题有可能被忽略，因为尽管逆变器电源11的输出下降了，风扇组件31由于其转数的下降伴随着冷却效率的下降，但各元件的损耗也下降了。因此，用于与检测这些元部件上出现或未出现异常状态的异常状态检测装置25的信号电平相比较的参照电平发生装置29的参照电平作成能随逆变器电源11的输出而变化。

于是，当逆变器电源11的输出下降时，参照电平发生装置29的参照电平也下降，这时伴随着风扇组件31转数的下降，接着又伴随着异常状态检测装置25产生的信号电平的下降，故用于将异常状态检测装置的信号与参照电平相比较的比较装置30将不会输出任何导致停止工作状态所需的信号给控制电路23，因此甚至在降低输出时，逆变器电源11也是可以工作的。

图10表示的一个实施例是：在其中异常状态检测装置25设计来检测冷却装置26的风扇组件31的转数。如该图所示，该异常状态检测装置25包括一个发光二极管34及一个光电晶体管35，后者的输出供给到控制电路23，作为该异常状态检测装置25的输出，以便使控制电路23能控制逆变器电源11，以此方式使逆变器电源停止工作或产生可控制的输出。这种包括发光二极管34及光电晶体管35的异常状态检测装置25的专门结构表示在图11上。

参照图11，发光二极管34及光电晶体管35彼此成一直线地对准放置在风扇组件31的两个相应的侧边，风扇组件上设有穿透孔36，设计成在其中使发光二极管34发出的光线照射到光电晶体管35上。因为穿透孔36满足于使发光二极管34发出的光线在其中穿过照到光电晶体管35上，故可在风扇组件中设置一种用于避免任何可能的空气泄漏及同时用于减小噪音，如飞转或轰呜声的装置。这种装置的一个实例是使用由透明材料，如玻璃材料制作的塞。

在这个系统中，当风扇组件31转动时，光电晶体管35输出一个高电平信号，用以响应接收到由光电二极管34发出的光线，而当由光电二极管34通向光电晶体管35的光路被挡遮时，光电晶体管35则输出一低电平。因此，当风扇组件31连续转动时，该光电晶体管35能产生一个正比于风扇组件31转数的周期信号。该异常状态检测装置25包括一个电压-频率变换器，用于将一预定周期信号转换成一与该周期信号成正比的一预定电压值，以便能将正比于风扇组件31转数的电压提供给控制电路23，利用这种结构，风扇组件31转动中的异常状态的出现或未出现就能借助该异常状态检测装置25检测风扇组件31的转数来进行检测，因此，当由于某种原因使风扇组件31的转数显著地降低时，逆变器电源11就能立即被停止工作。

用于检测冷却装置26中异常状态出现与否的异常状态检测装置25可以有多种方式的结构。其中的一个例子表示在图12中。首先参照图12（a），该异常状态检测装置25包括一个延时电路39及一个电阻38，用于检测供电给直流电机32的直流电源37的电压。如上所述，用来驱动直流电机32的直流电源37是这样设计的：其中逆变器电源11的变压器设有绕组33，由其获得高频交流电并被整流成直流电。由此看来，直流电动机32的电压-电流特性具有如图12（b）中线A所示的关系。而直流电源37的输出特性具有如图12（b）中线B所示的关系。换句话说，如果负载电流变得大起来，则输出的电压趋向于降低。如果直流电机32由于某原因而被锁住，将有相当大的电流流经直流电动机32，因而使直流电源37的负载电流增加，结果使由直流电源37输出的电压下降;另一方面，如果，例如由于直流电动机32的一根引线断路，直流电源37的负载达到无负载状态，负载电流将极度地减小，并伴随着直流电源37输出电压的增加。

因此，对供给直流电动机32电压的检测可以作为对在直流电动机32中异常状态是否出现的检测。在异常状态检测装置25中设置的延时电路39的作用在于：当逆变器电源11启动后的几秒钟的不稳定时间中阻止由该异常状态检测电路25将信号提供给控制电路23。

现在参照图12（c），异常状态检测装置25包括用于检测供电给直流电动机32的直流电源37的电流的电阻，及延时电路。如上所述，流经直流电动机32的电流，也即直流电源37的负载电源随着直流电动机32的条件变化。因此，以上所述对负载电流的检测能够检测冷却装置26的工作状态。如以上所讨论的情况，即设有检测直流电动机32供电电压检测装置的情况一样，该异常状态检测装置的输出信号提供给控制电路23，用以控制逆变器电源11。

现在参照图13，它表示的电路包括：用以检测向直流电机32供电的直流电源37的电压或电流的异常状态检测装置25，用于检测逆变器电源11的输出并产生参照电平的参照电平发生装置29，以及用于将异常状态检测装置25的输出与参照电平相比较，并提供输出给控制装置23以控制逆变器电源11的比较装置30，利用该电路就可能作到使参照电平随着逆变器电源11的输出值变化，因而逆变器电源11能工作在低输出值上。

图14表示包括金属壳27的单一结构，在该壳中装有逆变器电源11，磁控管12，作为逆变器电源11一部分的变压器40，用于冷却这些元部件的冷却装置26，用来与商用市电输出连接的端子41，通过该端子41给逆变器电源11供电，以及一个包括联锁开关的检测装置42，用来检测该金属壳27是否装好到炉箱19上。

图15表示作为图14中单一结构一部分的逆变器电源的电路图。但是，应该指出，为了简结起见，冷却装置未在图15中示出。

参照图15，从商用市电输出接收电力的逆变器电源11用于产生激励磁控管12所必需的高压。磁控管12产生微波，该微波随即被引导到炉箱19中，对炉箱19中的物品，例如食品进行介质如热。

逆变器电源11包括整流器2、变压器40、半导体开关元件7及用来驱动半导体开关元件7的控制电路23。

在图15（a）中所示的异常状态检测装置42用来检测金属壳27是否装好在炉箱19上，并提供信号给设在由商用市电1供电给逆变器电源11所经的电源线中的开关装置43。在该结构中，在壳27未装妥到炉箱19上时，该异常状态检测装置42检测出一个金属壳27未装妥的状态，并产生出一个信号送到开关装置43，使该开关装置打开，因而使电源1向电源11的供电中断。在图15（b）中所示的开关装置44设置在向控制电路23供电的电源线上，并且如同图15（a）中的情况一样，当该异常状态检测装置42检测到壳27未装妥的状态时，产生一个信号给开关装置44，使其打开，结果使对控制电路23的供电中断，因此逆变器电源11不能工作。

因为大约为10安培的大电流经电源线流到逆变器电源11，在图15（a）中所示的开关装置43必需是大容量类型的，与此相反，虽然在图15（b）中所示的开关装置44设在控制电路23的电源线上，但该控制电路23需要显著低的工作电功率，并且经过控制电路23的电源线流过的电流为几百毫安。因此，对于图15（b）中开关装置44使用的联锁开关可以是小容量型的。

图16以剖面图的形式表示安装了壳27的炉箱19。该炉箱19上设有一伸出件45，它用来作为确定壳27对炉箱19妥善安装的校核装置。图中所示的单一结构使用了装在其中的异常状态检测装置42，它与校核装置组合起来检测壳27是否装妥在炉箱19上。换言之，如果壳27装好在炉箱19上，则与炉箱19构成一体的或固定其上的伸出件45压住联锁开关，该联锁开关作为装在壳27内的、单一结构一部分的异常状态检测装置42。

在图16中所示的校核装置已说明是机械元件构成的，也就是与炉箱19一体的或固定在其上的伸出件45，而图17表示使用电装置作为校核装置。

现在参照图17，一个微计算机45用来控制一显示单元46等，以响应高频加热装置控制板21提供的输入信号。如果壳27装好在炉箱19上，在微计算机45及壳27中单一结构之间的接口装置47形成耦合，使该单一结构中的异常状态检测装置42能接收到微计算机45的输出信号。因而，该异常检测装置42能检测壳27在炉箱19上是否装好。

上述的设计可以带来如下的优点：

提供了用来检测金属壳是否装妥在炉箱上的异常状态检测装置，及用来由所述装置操作的开关装置，它控制操作逆变器电源，并使异常状态检测装置对壳是否装妥在炉箱上的检测成为可能，并在万一没有装妥时，该异常状态检测装置操作开关装置，以便控制逆变器电源，由此使逆变器电源进入不工作的状态。

提供校核装置，利用它能确定包括单一结构在内的壳是否装妥在炉箱上，使异常状态检测装置及校核装置能够确定壳是否已装妥在炉箱上，以使得逆变器电源的工作能被控制。

由于以上所述，就非常有利地排除了这种可能性：当壳还未装在炉箱上，而壳上的端子与商用市电产生误连接时的微波发射，由此就保证了高安全系数。

图18表示的单一结构中，使用了异常状态检测装置48检测磁控管12的温度，该装置48使用热敏电阻来检测磁控管12的温度。磁控管12具有如图2中所示的，并参照该图描述的结构，当其中阴极13变坏时就会产生所谓“模变”的异常振荡。因为模变振荡不是一种正常的振荡，振荡频率就偏离2.45GHz的正常振荡频率。因此由磁控管12产生的微波能量将不发射到磁控管12的外部，而在磁控管内部损耗转换成热。因此，磁控管12阳极14的温度升高，可能发生损坏状态，在最坏的情况下，其中阳极14将出现烧熔。

为了防止上述可能性，使用异常状态检测装置48检测阳极14的温度，以使得当阳极14温度等于或高于一预定值的情况时，该异常状态检测装置48能提供信号，该信号接着用来使逆变器电源11停止工作，由此阻止阳极14被熔化。

如图2中所示，磁控管12使用了磁铁49。该磁铁49具有一温度特性，并且具有随温度上升而下降的磁导率。由于这点，磁控管12的工作电压，也即在磁控管振荡时提供在阳极14及阴极13之间的电压趋于下降。一旦该磁控管12的工作电压下降，逆变器电源11将受到如下的不利影响。

尤其是，经逆变器电源11的半导体主开关元件7的电流上升了，其结果是半导体主开关元件7的损耗增加了。磁控管12的工作电压降低以上述方式时对半导体主开关元件7产生了不利影响，而当加热室中未放置待加热材料的无载状态或是在该室中置入极少的待加热材料的低载状态下高频加热装置工作了一段长时间时，磁控管12的工作电压将产生显著的下降。由此看来，异常状态检测装置48检测磁控管12阳极14温度的异常升高，以便能由它提供信号给控制电路23，操作控制半导体主开关元件7，由此减小逆变器电源11的输出。利用这种方式，就可以避免磁控管12及/或半导体主开关元件7的温度异常升高。

仍参照图18，现在描述另一实施例。一个用来检测磁控管12温度的异常状态检测装置60安装在壳27的壁面57上，当壳27装在炉箱19上时该壁面57就与炉箱19保持接触。因为壳27的盖57是由铝作的，它具有高导热性能，在磁控管12中产生的热及在构成炉箱19的机架18中产生的热经铝盖57传递，因此磁控管12及炉箱19两者的温度能被同时检测出来。相应地，甚至当炉箱19中待加热材料烧着及/或炉箱19异常发热时，逆变器电源11也能被停止工作或输出受到控制。

图19表示的一个例子中，使用了异常状态检测装置49作为检测逆变器电源11的半导体主开关元件7的温度检测装置，如上所述，半导体主开关元件7的损耗随着磁控管12的工作条件变化。因此，如果利用异常状态检测装置49来检测半导体主开关元件7的温度，并随后提供信号给控制电路23，用以控制半导体主开关元体7，从而这样控制逆变器电源11：使其停止工作或者使其产生降低的输出，于是磁控管12及/或半导体主开关元件7的任何异常温度升高就能被避免。

图20表示半导体主开关元件7及另一个元件，例如整流器2，它们安装在散热片组件50上。用于检测它们温度的异常状态检测装置49也安装在散热片组件50上。因此对于图20中的结构，一个单一异常状态检测装置49能应用来检测多个元件温度的升高。

图21表示在其中装有单一结构的壳27的透视概图，但应指出，为了简明起见，仅表示出印刷电路板、铝壳27、磁控管12及变压器40。根据图21，用于构成激励磁控管12的逆变器电源11一部分的变压器40次级线圈的零电位侧绕组端子经由黄铜作的板51直接地与磁控管12的阳极14形成电连接。该黄铜板51在壳27上顺着一绝缘层61延伸，后者放置在黄铜板51及壳27之间，故此能使变压器40的次级线圈零电位侧与磁控管12的阳极14之间的距离最小。因此，由于机壳27与黄铜板51彼此绝缘，就不会使在线圈端子56及阳极14之间流过的高频电流流到壳27，由此消除了这样的可能性：由于高频电流在壳27中可能形成高频磁场，当它发射到壳27外部时，就形成了一个噪音源，应该指出，一旦这些噪音被产生出来，电器具，如电视接收机就会受到不良影响，在显象管上再现的图象就会被干扰趋于混乱，或者引起电器工作的故障。

图22表示的单一结构中，高压部分51及低压部分52彼此分隔开。虽然高压部分51及低压部分52是彼此隔开的，但是使用金属板53的金属板54部分和绝缘板54与使变压器4的初级及次级线圈6及8彼此隔开的隔离板55、铝盖壳27及变压器40次级线圈零电位侧的线圈端子56形成电连接。

如果该高频加热装置未与地连接，则当元部件，例如变压器40次级线圈8及磁控管12的阴极引线及/或提供高压的电容的引线，由于导线断开的原因与变压器40初级线圈侧的低压部分形成短路，可能导致作为整体的高频加热装置带有高压，如果该高频加热装置的使用者接触了该高频加热装置，他或她就会触电。

但是，根据本发明，利用在其中插放金属板53及绝缘板54使高压部分51与低压部分52分隔开，而金属板53与使变压器40初级及次级线圈6及8彼此分开的隔离板55、铝盖壳27及变压器40次级线圈零电位侧的线圈端子56形成电连接，如上所述的那样。因此，如万一绝缘板54损坏，首先就是安装在该绝缘板54上的高压元部件与金属板53相接触。一旦这个发生了，由于金属板53与变压器40次级线圈的零电位侧的线圈端子56相连接，因而变压器40的次级线圈将会与地形成电连接。并且将有过大的电流流过变压器40的初级线圈，以使得半导体开关元件7及/或一保险丝烧坏，其结果是使逆变器电源11停止工作。于是，将加有高压的元部件设在变压器40次级线圈8与磁控管12的阴极相连接所经由的线路上，就使它们不会碰到变压器40初级线圈的低压部分，因而就能有效地避免任何可能发生的触电事故，由此保证安全系数的改善。

虽然，本发明参照附图对本发明多个优选实施例作出描述，但应指出，对于本领域的技术人员来说，虽然可以作出各种改变与变型。这些改变与变型，除非在由附属的权利书限定的本发明的范围之外，均应视为包括在本发明内。

Claims (10)

1、一种高频加热装置，它包括：

一个单一结构，该结构包括：一个共同金属壳，一个装在该壳内的磁控管，其作用为产生微波，一个装在该壳内的逆变器电源，其作用为向磁控管提供高压电源，和一个装在该壳内的冷却装置，其作用为冷却磁控管及逆变器电源；以及

一个异常状态检测装置，用以检测至少以下之一的异常状态：逆变器电源、磁控管及冷却装置，所说的异常状态检测装置提供信号，利用该信号能控能控制逆变器电源的工作。

2、根据权利要求1所述的加热装置，还包括：用以检测构成单一结构元部件中发生异常状态的一个异常状态检测装置，一个从异常状态检测装置接收信号的开关装置，所述开关装置的工作具有选择性功能，能切断由商用市电源或电池向逆变器电源的供电。

3、根据权利要求1所述的加热装置，其中所述逆变器电源包括：一个半导体主开关元件及一个控制电路，该电路向半导体主开关元件提供驱动信号，还包括一个产生参照电平的参照电平发生装置，及一个用以将异常状态检测装置发出的信号与该参照电平相比较的比较装置，所述控制电路的工作能响应比较电路发出的信号，去向半导体主开关元件提供信号来控制逆变器电源的工作。

4、根据权利要求3所述的加热装置，还包括一个用来检测逆变器电源的一个输入及一个输出中至少一个的电流值的检测装置，并且其中所述参照电平发生装置在检测装置检测到的信号的基础上形成参照电平。

5、根据权利要求1所述的加热装置，其中所述冷却装置包括：一个风扇组件及一个驱动该风扇组件的驱动电机，还包括一个用以检测风扇组件及驱动电机中至少一个的转数检测装置，所述转数检测装置构成异常状态检测装置。

6、根据权利要求1所述的加热装置，还包括一个磁控管温度检测装置，用来检测磁控管的温度并构成异常状态检测装置。

7、根据权利要求1所述的加热装置，还包括一个元件温度检测装置，用于检测至少下列之一的温度：构成逆变器电源一部分的半导体开关元件，安装有半导体开关元件的冷却风扇组件，所说的元件温度检测装置构成异常状态检测装置。

8、一种高频加热装置，它包括

一个单一结构，该结构包括：一个共同的金属壳，一个装在该壳内的磁控管，其作用为产生微波，一个装在该壳内的逆变器电源，其作用为向磁控管提供高压电源，及一个装在该壳内的冷却装置，其作用为冷却磁控管及逆变器电源，

具有一加热室的炉箱，该加热室确定为在其中放置由磁控管产生的微波辐射加热的材料，

一个用来检测该外壳是否在炉箱上装妥的检测装置;以及在检测装置检测出壳未安装在炉箱上时使所述逆变器电源的工作中断。

9、一种高频加热装置，它包括：

一个单一结构，该结构包括：一个共同的金属壳，一个装在该壳内的磁控管，其作用为产生微波，一个装在该壳内的逆变器电源，其作用为向磁控管提供高压电源，及一个装在该壳内的冷却装置，其作用为冷却该磁控管及逆变器电源;以及

一种将逆变器电源与磁控管形成电连接的装置，这样的连接装置能使得磁控管与逆变器电源之间的电连接经由壳形成。

10、一种高频加热装置，它包括：

一个单一结构，该结构包括：一个共同的金属壳，一个装在该壳内的磁控管，其作用为产生微波，一个装在该壳内的逆变器电源，其作用为向磁控管提供高压电源，及一个装在该壳内的冷却装置，其作用为冷却该磁控管及逆变器电源;以及

用于将单一结构分成高压及低压部分的装置。

Images