DE10058312A1 - Drehplattemotor-Antriebsschaltung für einen Gleichstrom-Mikrowellenofen - Google Patents

Abstract

Eine Drehplattenmotor-Antriebsschaltung für einen Gleichstrom-Mikrowellenofen unter Verwendung eines preisgünstigen Wechselstrommotors als Drehplattenmotor. Die Drehplattenmotor-Antriebsschaltung umfaßt: eine Steuereinheit (54) zum Erzeugen eines Antriebssteuerimpulses zum Umpolen eines Gleichstroms in einen Wechselstrom gemäß Initialisierungs-Eingangssignal einer Kochfunktion; ein Wechselrichtermittel (56, 58) zum Umpolen einer Gleichspannung eienr Gleichstromversorgung in eine Wechselspannung durch Empfangen des Antriebssteuerimpulses von der Steuereinheit (54); ein Transformationsmittel (60) zum Transformieren der von der Wechselrichtereinheit umgepolten Wechselspannung in eine vorbestimmte Spannung, die zum Motorantrieb erforderlich ist; und einen Drehplattenmotor (62), der aus einem Wechselstrommotor besteht und der durch die vom Transformationsmittel transformierte Wechselspannung angetrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehplattenmotor- Antriebsschaltung für einen Gleichstrom-Mikrowellenofen und insbesondere eine verbesserte Drehplattenmotor- Antriebsschaltung für einen Gleichstrom- (DC) Mikrowellenofen, der einen gewöhnlichen Wechselstrom- (AC) Motor als Drehplattenantriebsmotor verwenden kann.

Wie allgemein bekannt, erzeugt ein Mikrowellenofen Mikrowellen mit etwa 2450 MHz unter Verwendung eines Magnetrons, um Nahrungsmittel zu erhitzen/kochen. Durch Ändern einer Molekülausrichtung der zu kochenden Nahrungsmittel Hunderttausende von Malen pro Sekunde infolge der Mikrowellen wird Reibungswärme erzeugt, so daß die Nahrungsmittel durch die Reibungswärme erhitzt/gekocht werden.

Im Mikrowellenofen wird eine Hochspannung von etwa 2 kV von einer nominellen Netzwechselstromversorgung durch einen Hochspannungstransformator verstärkt und dann durch eine Spannungsverdoppelungsschaltung in eine Hochspannung von 4 kV verdoppelt und zum Magnetron geliefert. Daher erzeugt das Magnetron Hochfrequenzmikrowellen.

Fig. 1 ist ein Schaltplan, der eine allgemeine Stromversorgungs-Antriebsvorrichtung für einen Wechselstrom-Mikrowellenofen darstellt. Die Stromversorgungs-Antriebsvorrichtung umfaßt einen Primärschalter 10, eine Türlampe 12, einen Gebläsemotor 16, einen Drehplattenmotor 20, erste bis dritte Relaisschalter 14, 18 und 22, einen Hochspannungstransformator 24, einen Hochspannungskondensator HVC, eine Hochspannungsdiode HVD und ein Magnetron MGT.

Der Primärschalter 10 wird durch einen Schließvorgang einer Kochkammertür geschlossen, so daß von der Netzwechselstromversorgung AC eine Wechselspannung zu einer Primärspule 24a des Hochspannungstransformators 24 geliefert wird.

Die Türlampe 12 wird eingeschaltet, um eine Kochkammer zu beleuchten, indem sie die Netzwechselstromversorgung AC empfängt, wenn ein Türberührungsschalter (nicht dargestellt) durch Öffnen der Kochkammertür geöffnet wird und der erste Relaisschalter 14 umgekehrt geschlossen wird.

Der Gebläsemotor 16 dient zum Belüften einer Kochkammer und bewahrt das Magnetron MGT vor der Wärmeerzeugung während des Kochvorgangs. Wenn in einem Zustand, in dem der Primärschalter 10 geschlossen ist, der zweite Relaisschalter 18 geschlossen wird, wenn eine bestimmte Kochfunktion ausgeführt wird, wird der Gebläsemotor 16 durch Empfangen der Netzwechselstromversorgung angetrieben.

Der Drehplattenmotor 20 ist ein Wechselstrom-Antriebsmotor, der in einem unteren Teil der Kochkammer zum Drehen einer Drehplatte, die ein die Nahrungsmittel enthaltendes Gefäß abstützt, angeordnet ist. Wenn in einem Zustand, in dem der Primärschalter 10 geschlossen ist, der dritte Relaisschalter 22 zusammen mit dem zweiten Relaisschalter 18 geschlossen wird, wenn eine bestimmte Kochfunktion ausgeführt wird, wird der Drehplattenmotor 20 durch die Netzwechselstromversorgung AC angetrieben.

Andererseits empfängt der Hochspannungstransformator 24 die Netzwechselstromversorgung über dessen Primärspule 24a, und erzeugt entsprechend den jeweiligen Wicklungsverhältnissen über eine Sekundärspule 24b desselben eine Hochspannung gemäß dem Schließvorgang des Primärschalters 10. Die Spannungsverdoppelungsschaltung, die aus dem Hochspannungskondensator HVC und der Hochspannungsdiode HVD besteht, verdoppelt die vom Hochspannungstransformator 24 erzeugte Hochspannung und liefert die verdoppelte Hochspannung zum Magnetron MGT.

Der Betrieb der herkömmlichen Stromversorgungs- Antriebsvorrichtung für den Wechselstrom-Mikrowellenofen wird nun beschrieben. Wenn der Türberührungsschalter geöffnet wird, indem die Kochkammertür von einem Benutzer geöffnet wird, wird der erste Relaisschalter 14 umgekehrt geschlossen, dann wird die Türlampe 12 durch Empfangen der Netzwechselstromversorgung AC zur Beleuchtung eingeschaltet. Da der Primärschalter 10 hier einen geöffneten Zustand beibehält, empfängt der Hochspannungstransformator 24 nicht die Netzwechselstromversorgung AC. Folglich kann der Hochspannungstransformator 24 nicht den Betrieb zum Erzeugen der Hochspannung durchführen.

Wenn im Gegenteil die Kochkammertür geschlossen wird und der Primärschalter 10 geschlossen wird, empfängt, der Hochspannungstransformator 24 die Wechselstromversorgung AC und somit wird der Mikrowellenofen für den Betrieb der Kochfunktion vorbereitet.

Wenn der Benutzer zu diesem Zeitpunkt eine bestimmte Kochfunktion betätigt, wird das Magnetron MGT angetrieben, um Mikrowellen zu erzeugen, wobei gleichzeitig der Gebläsemotor 16 und der Drehplattenmotor 20 durch das Schließen des zweiten Relaisschalters 18 und des dritten Relaisschalters 22 angetrieben werden. Daher werden die auf der Drehplatte in der Kochkammer gedrehten Nahrungsmittel durch die vom Magnetron MGT erzeugten Mikrowellen erhitzt/gekocht.

Da die herkömmliche Stromversorgungs-Antriebsvorrichtung für den herkömmlichen Wechselstrom-Mikrowellenofen unterdessen dazu ausgelegt ist, nur durch die Wechselstromversorgung betrieben zu werden, kann sie somit nicht im Freien, in Fahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen verwendet werden, wo es schwierig ist, eine Wechselstromversorgung bereitzustellen.

Um einen solchen Nachteil zu beseitigen, wurde ein Gleichstrom-Mikrowellenofen mit einem Wechselrichter zum Umpolen des Gleichstroms, wie z. B. einer tragbaren Batterie-Stromversorgung, die in verschiedenen Transportmitteln, einschließlich Fahrzeugen, und im Freien verwendet werden kann, in Wechselstrom vorgeschlagen.

In dem Gleichstrom-Mikrowellenofen werden eine Türlampe und ein Gebläsemotor direkt durch die Gleichstromversorgung angetrieben, während ein Gleichstrommotor als Drehplattenmotor zum Antreiben einer Drehplatte in einer Kochkammer verwendet wird, der durch die Gleichstromversorgung angetrieben werden soll.

Da jedoch der Gleichstrom-Mikrowellenofen den kostspieligen Gleichstrommotor als Drehplattenmotor zum Antreiben der Drehplatte verwendet, werden die gesamten Herstellungskosten des Gleichstrom-Mikrowellenofens erhöht. Folglich müssen Verbraucher zusätzliche erhöhte Kosten zum Erwerb des Gleichstrom-Mikrowellenofens bezahlen.

Folglich besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Drehplattenmotor-Antriebsschaltung für einen Gleichstrom- Mikrowellenofen bereitzustellen, dessen Herstellungskosten unter Verwendung eines preisgünstigen Wechselstrommotors als Drehplattenmotor für den Gleichstrom-Mikrowellenofen und durch Antreiben des Drehplattenmotors durch Umwandeln einer Gleichstromversorgung in eine Wechselstromversorgung beachtlich verringert werden können.

Ferner soll eine Drehplattenmotor-Antriebsschaltung für einen Gleichstrom-Mikrowellenofen bereitgestellt werden, der leicht eine Gleichstromversorgung, die für andere Antriebsschaltungsanschlüsse erforderlich ist, durch die Antriebsschaltung zum Antreiben eines Wechselstrommotors als Drehplattenmotor erzeugen kann.

Um die vorstehend beschriebene Aufgabe der Erfindung zu lösen, wird eine Drehplattenmotor-Antriebsschaltung für einen Gleichstrom-Mikrowellenofen bereitgestellt, welche folgendes umfaßt: eine Steuereinheit zum Erzeugen eines Antriebssteuerimpulses zum Umpolen einer Gleichspannung in eine Wechselspannung gemäß einem Eingangssignal zum Starten einer Kochfunktion; eine Wechselrichtereinheit zum Umpolen einer Gleichspannung der Gleichstromversorgung in eine Wechselspannung durch Empfangen des Antriebssteuerimpulses von der Steuereinheit; eine Transformationseinheit zum Transformieren der von der Wechselrichtereinheit umgepolten Wechselspannung in eine vorbestimmte Spannung; und einen Drehplattenmotor mit einem Wechselstrommotor, der durch die von der Transformationseinheit transformierte Wechselspannung angetrieben wird.

Vorzugsweise umfaßt der Antriebssteuerimpuls von der Steuereinheit eine Vielzahl von Impulssignalen, deren Perioden abwechselnd invertiert werden, und die Wechselrichtereinheit umfaßt eine Vielzahl von Leistungstransistoren, die durch jeweiliges Empfangen der Vielzahl von Antriebssteuerimpulsen abwechselnd durchgesteuert/gesperrt werden.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt die Drehplattenmotor-Antriebsschaltung für den Gleichstrom- Mikrowellenofen bevorzugterweise ferner: einen Gleichrichterabschnitt zum Gleichrichten der durch die Transformationseinheit induzierten Wechselspannung; und einen Spannungsregler zum Regeln und Ausgeben der von dem Gleichrichterabschnitt gleichgerichteten Gleichspannung. Hier wird die Spannung vom Spannungsregler als Betriebsspannungsversorgung zu anderen Betriebsschaltungsanschlüssen geliefert.

Gemäß der Erfindung werden unter Verwendung des preisgünstigen Wechselstrommotors als Drehplattenmotor, der die Drehplatte dreht, auf der Nahrungsmittel stehen, die gesamten Herstellungskosten des Mikrowellenofens beachtlich verringert, was zur Verringerung des Kaufpreises des Mikrowellenofens führt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schaltplan, der eine allgemeine Stromversorgungs-Antriebsvorrichtung für einen Wechselstrom-Mikrowellenofen darstellt;

Fig. 2 einen Schaltplan, der eine Drehplattenmotor- Antriebsschaltung für einen Gleichstrom- Mikrowellenofen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt; und

Fig. 3 ein Wellenformdiagramm zum Erläutern eines Vorgangs des Umpolens eines Gleichstroms in einen Wechselstrom, um einen Drehplattenmotor anzutreiben, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 ist ein Schaltplan, der die Drehplattenmotor- Antriebsschaltung für den Gleichstrom-Mikrowellenofen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Die Drehplattenmotor-Antriebsschaltung umfaßt eine Gleichstromversorgung 30 zum Erzeugen einer Gleichspannung von etwa 12 V, eine Türlampe 32 und einen Gebläsemotor 36. Die Türlampe 32 und der Gebläsemotor 36 werden zur Beleuchtung eingeschaltet bzw. angetrieben, um gedreht zu werden, indem sie die Gleichspannung von der Gleichstromversorgung 30 gemäß den Schaltvorgängen eines ersten Relaisschalters 34 und eines zweiten Relaisschalters 38 empfangen.

Die Drehplattenmotor-Antriebsschaltung umfaßt auch einen Türberührungsschalter DSW zum Feststellen eines Öffnungs-/Schließvorgangs der Tür eines Mikrowellenofens und zum Durchführen eines Schaltvorgangs, eine Ansteuerschaltung 46 zum Erzeugen von abwechselnden Ansteuerimpulsen in vorbestimmten Intervallen gemäß dem Schaltvorgang des Türberührungsschalters DSW und einen ersten und einen zweiten Feldeffekttransistor 48 und 50 zum jeweiligen Empfangen der abwechselnden Ansteuerimpulse von der Ansteuerschaltung 46 und zum Durchführen eines abwechselnden EIN/AUS-Vorgangs.

Außerdem umfaßt die Drehplattenmotor-Antriebsschaltung einen Hochspannungstransformator 52 zum Empfangen der Gleichstromversorgung von der Batteriestromversorgung 30 über dessen Primärspule 52a und zum Transformieren der Gleichstromversorgung in eine Wechselstromversorgung mit hoher Spannung über die Sekundärspule 52b gemäß dem abwechselnden EIN/AUS-Vorgang des ersten und des zweiten Feldeffekttransistors 48 und 50, und einen ersten und einen zweiten Verriegelungsschalter SW1 und SW2, die gemäß dem offenen/geschlossenen Zustand der Kochkammertür geschaltet werden, um zu ermöglichen oder zu verhindern, daß die Gleichspannung zum Hochspannungstransformator 52 geliefert wird.

Es sind auch ein Hochspannungskondensator HVC und eine Hochspannungsdiode HVD zum Verdoppeln einer hohen Wechselspannung, ein Spannungsstoß- Unterbrechungskondensator SC zum Unterbrechen einer Stoßspannung, die durch den Hochspannungstransformator 52 induziert wird, und ein Magnetron MGT zum Erzeugen von Mikrowellen durch Empfangen der durch den Hochspannungskondensator HVC und die Hochspannungsdiode HVD verdoppelten Wechselspannung vorgesehen.

Gemäß einem Aspekt des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung werden ein Mikrocomputer 54, ein erster und ein zweiter Leistungstransistor 56 und 58 und ein Transformator 60 als Gegentaktschaltung und ein Wechselstrommotor als Drehplattenmotor 62 verwendet. Außerdem werden eine Brückendiode 64 und ein Spannungsregler 66 verwendet, um die Wechselspannung von der Transformationseinheit 60 gleichzurichten bzw. zu regeln.

Andererseits steuert der Mikrocomputer 54 einen Kochzustand von Nahrungsmitteln gemäß einem Eingangssignal einer Funktionstaste vom Benutzer. Außerdem erzeugt der Mikrocomputer 54 abwechselnd erste und zweite Antriebssteuerimpulse, deren Perioden für vorbestimmte Intervalle invertiert werden, über einen ersten und einen zweiten Steuerausgangsanschluß E1 und E2, wodurch er abwechselnd den ersten und den zweiten Leistungstransistor 56 und 58 durchsteuert/sperrt.

Der erste und der zweite Leistungstransistor 56 und 58 werden durch Empfangen der ersten und zweiten Antriebssteuerimpulse vom ersten und zweiten Steuerausgangsanschluß E1 und E2 des Mikrocomputers 54 über jeweilige Basisanschlüsse des ersten und des zweiten Leistungstransistors 56 und 58 abwechselnd durchgesteuert/gesperrt.

Der Transformator 60 empfängt beispielsweise eine Gleichspannung von 12 V von der Gleichstromversorgung 30 über die Primärspule 60a und transformiert die Gleichspannung in eine Wechselspannung von 21 V, die zum Antreiben des Drehplattenmotors 62 erforderlich ist, über die Sekundärspule 60b gemäß dem abwechselnden EIN/AUS- Vorgang des ersten und des zweiten Leistungstransistors 56 und 58.

Der Drehplattenmotor 62 eines Wechselstrommotors empfängt die Wechselspannung von 21 V, die vom Transformator 60 transformiert wird, und dreht eine Drehplatte (nicht dargestellt) in einer Kochkammer.

Unterdessen richtet die Brückendiode 64 die Wechselspannung vom Transformator 60 gleich und gibt diese aus, und der Spannungsregler 66 wandelt die gleichgerichtete Gleichspannung in eine konstante Spannung von 15 V um, die zu einem Anschluß des Türberührungsschalters DSW geliefert wird.

Folglich wird die Ansteuerschaltung 46 durch Empfangen der Gleichspannung von 15 V vom Spannungsregler 66 über einen Spannungsversorgungsanschluß Vcc gemäß dem geschlossenen Zustand des Türberührungsschalters DSW angesteuert.

Der Betrieb der Drehplattenmotor-Antriebsschaltung für den Gleichstrom-Mikrowellenofen der Erfindung wird im einzelnen mit Bezug auf Fig. 2 und 3 beschrieben.

Wenn die Kochkammertür (nicht dargestellt) des Gleichstrom- Mikrowellenofens geöffnet wird, stellt der Türberührungsschalter DSW das Öffnen der Kochkammertür fest und wird geöffnet. Folglich wird der erste Relaisschalter 34 geschlossen, und somit wird die Türlampe 32 durch Empfangen der Gleichspannung von der Gleichstromversorgung 30 beleuchtet.

Wenn die Kochkammertür offen ist, werden außerdem der erste und zweite Verriegelungsschalter SW1 und SW2 geschlossen und unterbrechen somit das Anlegen der Gleichspannung an die Primärspule 52a des Hochspannungstransformators 52.

Wenn in diesem Zustand, nachdem die Nahrungsmittel auf die Drehpatte in der Kochkammer gestellt wurden, die Kochkammertür geschlossen wird, wird der Türberührungsschalter DSW durch Feststellen des Schließens der Kochkammertür geschlossen. Folglich wird der erste Relaisschalter 34 geöffnet und somit wird die Türlampe 32 abgeschaltet.

Andererseits wird in einem Zustand, in dem der Türberührungsschalter DSW geschlossen ist, eine bestimmte Funktionstaste (nicht dargestellt) zum Befehlen des Beginns des Kochens gedrückt, der Mikrocomputer 54 erzeugt die ersten und zweiten Antriebssteuerimpulse, deren Perioden abwechselnd invertiert werden (siehe Fig. 3), über den ersten und zweiten Steuerausgangsanschluß E1 und E2.

Außerdem empfangen der erste und der zweite Leistungstransistor 56 und 58 jeweils die ersten und zweiten Antriebssteuerimpulse über ihre jeweiligen Basisanschlüsse und werden in vorbestimmten Intervallen abwechselnd durchgesteuert/gesperrt.

Folglich wird im Transformator 60 die Gleichspannung von 12 V von der Gleichstromversorgung 30 zur Primärspule 60a geliefert und dann wird die transformierte Wechselspannung von 21 V durch die Sekundärspule 60b induziert (Siehe Fig. 3).

Folglich empfängt der Drehplattenmotor 62 eines Wechselstrommotors die Wechselspannung von 21 V vom Transformator 60 und dreht die Drehplatte, auf der die Nahrungsmittel angeordnet sind.

Hier richtet die Brückendiode 64 die Wechselspannung von 21 V, die durch die Sekundärspule 60b des Transformators 60 induziert wird, gleich und der Spannungsregler 66 regelt die gleichgerichtete Gleichspannung in eine konstante Gleichspannung von 15 V.

Die Ansteuerschaltung 46 wird durch Empfangen der Gleichspannung von 15 V vom Spannungsregler 66 über den Spannungsversorgungsanschluß Vcc über den Türberührungsschalter DSW angesteuert und erzeugt die ersten und zweiten Antriebssteuerimpulse, deren hohe Impulse durch den ersten und zweiten Ausgangsanschluß O1 und O2 abwechselnd invertiert werden.

Daher empfangen der erste und der zweite Feldeffekttransistor 48 und 50 jeweils die ersten und zweiten Antriebssteuerimpulse über ihre Basisanschlüsse und werden abwechselnd durchgesteuert/gesperrt, um zu ermöglichen, daß die Wechselspannung in die Primärspule 52a des Hochspannungstransformators 52 induziert wird.

Andererseits erzeugt der Hochspannungstransformator 52 eine hohe Wechselspannung durch die Sekundärspule 52b gemäß einem Wicklungsverhältnis mit der Primärspule 52a, und somit wird die Stoßspannung durch den Stoßspannungs- Unterbrechungskondensator SC beseitigt. Daher empfängt das Magnetron MGT die durch den Hochspannungskondensator HVC und die Hochspannungsdiode HVD verdoppelte hohe Wechselspannung und erzeugt die Mikrowellen.

Folglich erhitzen/kochen die vom Magnetron MGT erzeugten Mikrowellen die Nahrungsmittel auf der Drehplatte, während sie durch den Drehplattenmotor 62 eines Wechselstrommotors gedreht wird.

Da gemäß der wie vorstehend konstruierten Erfindung ein preisgünstiger Wechselstrommotor für einen Gleichstrom- Mikrowellenofen als Drehplattenmotor, der eine Drehplatte dreht, verwendet werden kann, können die gesamten Herstellungskosten des Gleichstrom-Mikrowellenofens beachtlich verringert werden, was zur Verringerung des Kaufpreises des Gleichstrom-Mikrowellenofens führt.

Obwohl die Erfindung insbesondere mit Bezug auf deren bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt und beschrieben wurde, ist es für Fachleute selbstverständlich, daß verschiedene Änderungen in der Form und den Einzelheiten darin vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, abzuweichen.

Claims (4)

1. Drehplattenmotor-Antriebsschaltung für einen Gleichstrom-Mikrowellenofen, umfassend:
ein Steuermittel (54) zum Erzeugen eines Antriebssteuerimpulses zum Umpolen eines Gleichstroms in einen Wechselstrom gemäß einem Eingangssignal zum Starten einer Kochfunktion;
ein Wechselrichtermittel (56, 58) zum Umpolen einer Gleichspannung der Gleichstromversorgung in eine Wechselspannung durch Empfangen des Antriebssteuerimpulses von dem Steuermittel (54);
ein Transformationsmittel (60) zum Transformieren der vom Wechselrichtermittel umgepolten Wechselspannung in eine vorbestimmte Spannung; und
einen Drehplattenmotor (62) mit einem Wechselstrommotor, der durch die vom Transformationsmittel (60) transformierte Wechselspannung angetrieben wird.

2. Drehplattenmotor-Antriebsschaltung nach Anspruch 1, wobei:
der Antriebssteuerimpuls von dem Steuermittel (54) eine Vielzahl von Impulssignalen umfaßt, deren Perioden abwechselnd invertiert werden; und
das Wechselrichtermittel eine Vielzahl von Leistungstransistoren (56, 58) umfaßt, die durch jeweiliges Empfangen der Vielzahl von Antriebssteuerimpulsen abwechselnd durchgesteuert/gesperrt werden sollen.

3. Drehplattenmotor-Antriebsschaltung nach Anspruch 1, welche ferner folgendes umfaßt:
einen Gleichrichterabschnitt (64) zum Gleichrichten der durch das Transformationsmittel (60) induzierten Wechselspannung; und
einen Spannungsregler (66) zum Regeln und Ausgeben der von dem Gleichrichterabschnitt (64) gleichgerichteten Gleichspannung.

4. Drehplattenmotor-Antriebsschaltung nach Anspruch 3, wobei die vom Spannungsregler (66) geregelte Spannung als Betriebsspannungsversorgung zu anderen Betriebsschaltungsanschlüssen geliefert wird.