DE4040052C2 - Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung mit einer Ausgangs-Steuerungsfunktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung mit einer Leistungs-Steuerungsfunktion, wie sie beispielsweise aus der Druckschrift JP 1-24 67 87 bekannt ist.

Bei der bekannten Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung ist ein Netzteil zum Umsetzen einer Eingangswechselspannung in eine stabilisierte Gleichspannung vorgesehen, wobei das Netzteil einen Gleichrichter zum Gleichrichten der Eingangswechselspannung und nachfolgend einen Glättungsschaltkreis zum Glätten der gleichgerichteten Gleichspannung enthält, ein Magnetron zum Ausgeben mehrerer vorbestimmter Hochfrequenz-Ausgangsleistungen, einen Wechselrichter zum Zuführen einer Treiberleistung zum Magnetron und zum Eingeben einer Gleichspannung, die von dem Netzteil ausgegeben wird, wobei der Wechselrichter ein Schaltelement zum Schalten der von dem Netzteil herrührenden Gleichspannung und einen Hochspannungstransformator enthält, einen Mikroprozessor zum Ausgeben eines Signals gemäß der Eingabe eines Benutzers, wobei der Mikroprozessor ein Leistungs-Änderungssignal mit variablem Tastverhältnis zur Veränderung der Leistung abgibt, das mehreren vorbestimmten Hochfrequenz-Leistungen zur Ausgabe durch das Magnetron entspricht, einen Schaltkreis zum Schutz des Schaltelements, der die gesamte Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung unwirksam schaltet, sowie einen Steuerschaltkreis, der einen Schaltkreis zur Erfassung des Eingangs-Wechselstroms enthält.

Hierbei erfolgt, wie voranstehend erwähnt, die Veränderung der Leistung durch Variation des Tastverhältnisses des vom Mikroprozessor abgegebenen Leistungs-Änderungssignals. Der Schaltkreis zum Schutz des Schaltelements ist zur Erzeugung eines sogenannten "Not-Halts" vorgesehen, wenn in der Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung in deren Betrieb ein ungewünschter Zustand auftritt. Eine weitere Schutzfunktion ist an einem zweiten Ausgang des Mikroprozessors vorgesehen, und hierdurch werden Fehler im Programm des Mikroprozessors so überwacht, daß sich diese nicht negativ auswirken können.

Bei einem konventionellen Hochfrequenz-Erwärmungsapparat ist ein Referenzspannungs-Erzeugungsschaltkreis, welcher ein Leistungsveränderungssignal entsprechend mehreren vorbestimmten Hochfrequenz-Ausgangsleistungen liefert, folgendermaßen aufgebaut:

Wie in Fig. 9 gezeigt, sind die Basen der Transistoren TR3 bis TR5 mit den Ausgangsports P1 bis P3 eines Mikroprozessors verbunden, Kollektoren von Transistoren TR3 bis TR5 sind mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß eines geerdeten negativ rückgekoppelten Verstärkers über die Widerstände R14 bis R17 und einen Kondensator C3 verbunden. Die Beziehung zwischen diesen ist wie folgt: Zunächst werden Leistungs-Änderungssignale in acht Wahlmöglichkeiten, wie in Fig. 10 gezeigt, eingestellt, welche gemäß dem Wunsch eines Benutzers festgesetzt werden. Falls die jeweiligen "low"-, "high"-, "low"-Signale (high: hoher Pegel, low: niedriger Pegel) von den Ausgangsports P1, P3 eines Mikroprozessors ausgegeben werden, schalten die Transistoren TR3, TR5 ein und ein Transistor TR4 aus, demgemäß wird eine eingegebene und an einen invertierenden Eingangsport eines negativ rückgekoppelten Verstärkers gegebene Spannung V0 in der folgenden Formel (1) gezeigt:

Falls weiterhin vom Mikroprozessor alle Signale auf "high" ausgegeben werden, schalten die Transistoren TR3 bis TR5 ab. Daher zeigt der Ausgangsanschluß V0 0 Volt. Jedoch schalten die Transistoren TR3 bis TR5 ab, und die Spannung wird exponentiell reduziert, wenn sich die Ladung eines Kondensators C3 über einen Widerstand R17 entlädt. Die Ausgangsspannung V0 verringert sich ebenfalls langsam, und eine Störung (Rauschen) aufgrund einer Frequenzänderung wird erzeugt, falls eine Vielzahl von Ausgangssteueranschlüssen existiert, wobei das Problem bestand, daß mehrere Ausgangssteuerports P1, P2, P3 eines Mikroprozessors nötig wurden.

Zusätzlich werden in den Druckschriften JP-1-24 67 87 A2, US 4 835 353, FR 26 32 152, FR 26 29 975 und JP-1-12 493 A konventionelle Hochfrequenz-Erwärmungsapparate beschrieben.

Bei dem in der FR 26 29 975 beschriebenen Hochfrequenz-Erwärmungsapparat mit einem Netzteil, einem Magnetron, einem Wechselrichter, einem Mikroprozessor, einer Eingabeeinrichtung sowie mit einem Steuerschaltkreis wird, im Gegensatz zum voranstehend beschriebenen Hochfrequenz-Erwärmungsapparat, ein Wechselrichter-Schaltelement über einen Pulsbreitenmodulator mit Sägezahnoszillator mit nachgeschaltetem Treiber von dem Mikroprozessor gesteuert.

Bei dem in der FR 26 32 152 beschriebenen Hochfrequenz-Erwärmungsapparat erfolgt die Ansteuerung der Wechselrichterschaltung durch eine Wechselrichtersteuerschaltung. Ein Mikroprozessor liefert Daten, welche die Hochfrequenz-Ausgangsleistung angeben, an die Wechselrichtersteuerschaltung. In der Wechselrichter-Steuerschaltung sind ein Zähler sowie ein Signalgenerator vorgesehen, der ein EIN-AUS-Signal erzeugt, und der Zähler wird entsprechend der Daten bezüglich der Hochfrequenz-Ausgangsleistung in einen Einschaltzustand versetzt und führt einen Zählbetrieb durch. Entsprechend dem Zählwert des Zählers erzeugt der Signalgenerator ein EIN-AUS-Signal. In Reaktion auf dieses Signal treibt eine Treiberschaltung das Schaltelement der Wechselrichterschaltung.

Bei dem in der US 4 835 353 beschriebenen Hochfrequenz-Erwärmungsapparat ist für das Magnetron eine Vollwellenbrücken-Wechselrichterschaltung vorgesehen, die an einen Leistungstransformator angeschlossen ist. Die Wechselrichterschaltung steuert die Mikrowellenausgangsleistung des Magnetrons durch eine Tastverhältnissteuerung.

Bei dem in der JP-1-12 493 A beschriebenen Hochfrequenz-Erwärmungsapparat ist ein Einschaltkreis vorgesehen, der über ein Signal von einem Stromdetektor gesteuert wird. In dem Einschaltkreis wird die Einschaltzeit eines Transistors durch einen Vergleich zwischen dem genannten Signal und einem Bezugssignal gesteuert, so daß ein Eingangsstrom auf einem vorbestimmten Wert gehalten und so die Ausgangsleistung des Magnetrons gesteuert wird.

Der aus der JP-1-24 67 87 bekannte Hochfrequenz-Erwärmungsapparat weist ein Magnetron zur Lieferung einer vorbestimmten Hochfrequenzleistung auf; einen Wechselrichter mit einem Gleichrichter zum Gleichrichten eines Wechselstroms und mit einer Schalteinrichtung zum Schalten einer DC-Gleichspannung von dem Gleichrichter, von welchem die Treiberleistung für das Magnetron herrührt; eine Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen von Ausgangsspannungswerten der Schaltelemente des Wechselrichters; einen Mikroprozessor zum Ausgeben durch ein EIN-AUS-Signal des vorbestimmten Erzeugungszeitablaufs, das von einer Interrupt-Verarbeitung abhängig ist entsprechend zu Ausgangsspannungen, die durch die Spannungserfassungseinrichtung erfaßt wurden, wobei der Mikroprozessor einen Referenztakt erzeugt, einen Zähler zum Zählen des Referenztaktes, der gemäß einem festgesetzten Wert bezogen auf eine abgegebene Hochfrequenz-Leistung erzeugt wurde, und eine Ein-Aus-Signalerzeugungs­ einrichtung zum Ausgeben von Ein-Aus-Signalen mit Ein-Aus-Perioden entsprechend zu dem Zählergebnis der Zähleinrichtung.

Des weiteren arbeitet diese Vorrichtung in einem Ausgabesteuermodus für das Ein-Aus-Zeit-Tastverhältnis unter Verwendung eines Mikroprozessors mit mehreren Steuersignalen, erfaßt einen Eingangsstrom durch Installierung eines Stromtransformators an einem Anschluß der Wechselspannungsquelle, gibt den Strom auf den Mikroprozessor und gibt das Steuersignal durch den Ausgangsport aus, wobei die Leistungs- Ausgangswerte über den Mikroprozessor gesteuert werden. Auf diese Weise wird der Apparat so gesteuert, die vorbestimmte Energiemenge zu verbrauchen. Jedoch bestehen die folgenden Probleme des Standes der Technik. Weil ein Steuersignal zum Treiben des Schaltelementes direkt durch den Mikroprozessor ausgegeben wird, wird im Fall, daß der Mikroprozessor selbst Fehler durch Rauschen usw. erzeugt, ein hoher Signalpegel zum Treiben des Schaltelementes kontinuierlich durch einen Ausgangsport ausgegeben.

Daher bestand das Problem, daß das Schaltelement zerstört werden kann, weil mehr als die vorbestimmte Hochspannung auf das Schaltelement gegeben wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art die Aufgabe zugrunde, ein Rauschen bzw. Störungen und damit eine Zerstörung von Schaltelementen in dem Wechselrichter zu verhindern, dabei soll eine genaue Ausgangsleistung eingestellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Hochfrequenz- Erwärmungsvorrichtung;

Fig. 2 ein Schaltbild eines Spannungserzeugungsschaltkreises gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Schaltbild eines Spitzenwerthalters gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Schaltbild eines Schaltkreises und Schalt­ elementschutzes gemäß Fig. 1;

Fig. 5 einen Schaltplan einer Pulsbreiten­ modulatorschaltung;

Fig. 6 mehrere Leistungs-Änderungs­ signale eines Mikroprozessors;

Fig. 7 die Ausgangsspannungen eines Spannungs­ erzeugungsschaltkreises bei verschiedenen Leistungsverbrauchs-Änderungssignalen nach Fig. 6;

Fig. 8A bis 8H Diagramme zur Erklärung des Betriebs der Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung gemäß Fig. 1.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist insbesondere in Fig. 1 ein Blockschaltbild dargestellt. Der Ausgangsanschluß eines Störungsfilters 2 ist mit dem Ausgangsanschluß der Wechselspannungs­ quelle 1 verbunden und einendig mit der Primärspule 20a eines Hochspannungstransformators 20 verbunden, parallel zu einem Resonanzkondensator 26 in einem Wechselrichter 6, über einen Gleichrichter 3 und einen Glättungsschaltkreis 4. Das andere Ende der Primärspule 20a des Hochspannungstransformators 20 ist mit einem Kollektor eines Schaltelements 27 (ein bipolarer Transistor mit isoliertem Gate) und mit einem Triggergenerator 9 verbunden. Das Schaltelement 27 ist mit einem Pulsbreitenmodulator 11 über einen Treiber 12 verbunden und gleichzeitig ist ein Triggergenerator 9 mit einem Pulsbreitenmodulator 11 verbunden. Die Sekundär­ spule 20c eines Hochspannungstransformators 20 ist mit einem Magnetron 7 über einen Spannungsverdoppler 8 verbunden. Ein Stromtransformator 5 in Verbindung mit einem Anschluß der Wechselspannungsquelle 1 ist an den invertierenden Eingang eines Komparators 14, dessen negativer Eingang rückgekoppelt ist, über den Schaltkreis 13 zur Erfassung des Eingangs-Wechselstroms verbunden. Ein Eingangsanschluß eines Integrators 15 ist mit dem Ausgang eines Komparators 14 verbunden, und ein Ausgang des Integrators 15 ist mit einem Pulsbreitenmodulator 11 über eine Diode 29 verbunden. Ein nichtinvertierender Eingang des Komparators 14 ist mit einem Ausgang eines Spitzenwerthalters 16 verbunden.

Zusätzlich ist eine Eingabeeinheit 30 mit einem Eingang eines Mikroprozessors 19 verbunden, und Ausgangsports P1, P2 des Mikroprozessors 19 sind mit den Eingängen eines Spannungsumsetzschaltkreises 18 verbunden.

Ausgangsanschlüsse des Spannungsumsetzschaltkreises 18 sind mit Eingangsanschlüssen des Spitzenwertdetektors 16 und eines Schaltkreises 17 zum Schutz des Schaltelements verbunden. Ein Ausgangsanschluß des Schaltkreises 17 ist mit Ausgangsanschlüssen des Integrators 15 und des Spitzenwert­ halters 16 und eines Pulsbreitenmodulators 11 verbunden.

Fig. 2 zeigt ein ähnliches Schaltbild eines Spannungsumsetzschaltkreises 18, welcher Optokoppler PC1, PC2 mit Photodioden LED1, LED2 und Phototransistoren TR1, TR2 und Widerstände R1 bis R2 enthält, die an die Gleichspannungsquelle VCC und die Optokoppler PC1, PC2 angeschlossen sind.

Fig. 4 ist ein ähnliches Schaltbild eines Spitzenwert­ halters 16, wobei der Spitzenwerthalter 16 einen negativ rückgekoppelten Verstärker OP1 und einen Halbwellen­ gleichrichter mit einer Diode D1 und einem Kondensator C1 aufweist, welcher mit einem Ausgang des negativ rückgekoppelten Verstärkers OP1 und einen Widerstand R6 verbunden ist.

Fig. 4 zeigt ein Schaltbild eines Schaltkreises 17 zum Schutz des Schaltelements, welcher einen Referenzspannungs- Erzeugungsschaltkreis mit einem Widerstand R7 aufweist, einem Widerstand R8 und einer DC-Spannungsquelle VCC, einem Komparator OP2, und Dioden D2, D3, die an einen Ausgangsanschluß des Komparators OP2 angeschlossen sind.

Fig. 5 zeigt einen Schaltplan eines Pulsbreitenmodulators, der einen Referenz­ spannungs-Erzeugungsschaltkreis aufweist, mit Wider­ ständen R9, R10, zur Erzeugung einer Referenzspannung am Beginn des Betriebs, mit einem Komparator OP3 und einer Diode D4, die zwischen zwei Eingangsanschlüssen verbunden ist.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform von mehreren Leistungs- Änderungssignalen in einem Mikroprozessor 19.

Fig. 7 zeigt die Ausgangsspannungen VA eines Spannungsumsetzschaltkreises 18 gemäß dem Leistungs-Änderungssignal nach Fig. 6.

Der Betrieb der Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Fig. 8A bis 8H ausführlich erläutert.

Falls zuerst eine Leistung am Eingang der Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung angelegt wird, geben die Ausgangsports P1, P2 des Mikroprozessors 19 ein Signal des niedrigsten Ausgangspegels 0, wie in Fig. 6 gezeigt, aus, die Photodioden LED1, LED2 der Optokoppler PC1 und PC2 des Spannungsumsetz­ schaltkreises 18 von Fig. 2 schalten ab, und die Phototransistoren TR1, TR2 schalten ebenfalls ab.

Weil die Spannung VA des entsprechenden nicht­ invertierenden Eingangs des negativ rückgekoppelten Verstärkers OP1 und des Komparators OP2 des Spitzenwerthalters 16 und des Schaltkreises 17 zum Schaltelementschutz 0 Volt ist, ist der Ausgangsanschluß des Komparators OP2 in Fig. 4 logisch "Null", so daß das Potential von VF ebenfalls logisch "Null" ist, wodurch das Potential VG größer als das von VF ist, die Diode D4 einschaltet und ein Ausgangsanschluß des Komparators OP3 den Pulsbreitenmodulator wie in Fig. 5 gezeigt auf einen niedrigen Signalpegel schaltet.

Falls ein bipolarer Transistor mit isoliertem Gate eines Schaltelementes 27 abgeschaltet ist, schaltet die Primärspule 20a des Hochspannungstransformators 20 ab. Falls unter der obigen Bedingung der Benutzer eine maximale Leistungsabgabe durch Steuerung des Mikroprozessors 19 über die Einstelleinheit 30 einstellt, haben die Ausgangsports P1, P2 des Mikroprozessors 19 niedrige Signalpegel, wie in Fig. 6 gezeigt. Als Ergebnis davon schalten die Photodioden LED1, LED2 des in Fig. 4 gezeigten Spannungsumsetz­ schaltkreises 18 und Phototransistoren TR1, TR2 ein. Falls dann die Werte der Widerstände R3 bis R5 jeweils 5,6 kΩ, 3,0 kΩ, 2 kΩ sind, beträgt die Spannung VA 6,07 V, wie in der folgenden Formel (2) gezeigt:

Die verschiedenen, durch das gleiche Verfahren erhaltenen Spannungen VA sind in Fig. 7 gezeigt.

Falls demgemäß die Spannung VA größer als eine Referenz­ spannung VB ist, die durch die Widerstände R7 und R8 in Fig. 4 eingestellt wird, ist die Ausgangsspannung des Komparators OP2 hoch, so daß auch, wenn die Diode D3 abschneidet, Spannungen über die Verteilungswiderstände R9, R10 des Pulsbreitenmodulators 11 an nichtinvertierende Anschlüsse des Komparators OP3 angelegt werden, wobei die Spannung beim ersten Betrieb benutzt wird.

Wie in Fig. 6 dargestellt, verhindert der Schaltkreis 17 zum Schaltelementschutz eine Störungserzeugung und einen Durchbruch des Schaltelements 27 aufgrund einer Frequenzänderung, falls eine Ausgangsspannung VA des Spannungsumsetz­ schaltkreises 18 gemäß einem Ausgangssignal des Mikroprozessors 19 höher als ein Referenzspannungswert von 2 Volt ist, der durch die Widerstände R7, R8 in dieser Ausführungsform festgesetzt wird, wobei der Spannungswert 2 Volt auf die minimale Betriebszeit 8 µs gesetzt ist, aufgrund wiederholter Experimente mit einem Schaltelement 27. Die Grenze der Zeit liegt innerhalb 15 µs. Falls sie geringer als 8 µs ist, wird das niedrigere Signal ausgegeben, falls eine Stromsenkenoperation durch die Dioden D2, D3 ausgeführt wird, wird der gesamte Schaltkreis betrieben.

Zum Starten des Betriebes ist die Spannung VF niedriger als die Ausgangsspannung des Integrators 15, die erzeugt wird, wenn eine normale Leistungsausgabe eingestellt wird; falls nämlich ein Leistungs-Änderungssignal den Pegel 8 der Fig. 6 annimmt, ist die Spannung VA 3,15 Volt, wie in Fig. 7 dargestellt, und falls eine Ausgabe des Schalt­ kreises 13 zur Erfassung des Eingangswechselstroms 3,15 Volt beträgt, wird ein Ausgang des Komparators 14 betrieben.

Beim anfänglichen Betrieb ist die Spannung VF niedriger als die Ausgangsspannung des Integrators 15, die zur Steuerung einer normalen Leistungsausgabe erzeugt wird, weil dann, falls ein Leistungs- Änderungssignal den Pegel 8 der Fig. 6 annimmt, die Spannung VA 3,15 Volt wie in Fig. 7 gezeigt auftritt, und falls ein Ausgang des Schaltkreises 13 auf 3,15 Volt liegt, wird eine Ausgabe des Komparators 14 erzeugt und durch den Integrator 15 integriert, und die Spannung VF wird durch die Diode 29 und einen aktuellen Ausgang oberhalb des gewünschten Steuerpegels erzeugt.

Wenn die Spannung VA auf den nichtinvertierenden Eingang des rückgekoppelten Verstärkers OP1 des Spitzenwerthalters 16 wie in Fig. 3 gezeigt gegeben wird, schaltet der Ausgang des rückgekoppelten Verstärkers OP1 auf ein hohes Signal, falls jedoch eine Ausgangsspannung auf einen invertierenden Eingang über einen Halbwellen­ gleichrichter angelegt wird, wird ein Spitzenwert erfaßt und gehalten.

Falls zusätzlich die Photodioden LED1 und LED2 des Spannungsumsetzschaltkreises 18 wie in Fig. 2 abgeschaltet sind, sind auch die Phototransistoren TR1 und TR2 ausgeschaltet, der Pegel der Spannung VA wird exponentiell wie in Fig. 10C gezeigt reduziert, jedoch ist der Pegel der Spannung VC stabil.

Falls die Spannung VA geringer als die Referenzspannung 2 Volt ist, sind die Spannungen VC, VA in Fig. 3 auf niedrigem Pegel, und auch die Spannung VF ist auf niedrigem Pegel. Daher schaltet das Schaltelement 27 des Wechselrichters 6 sofort ab.

Das heißt, daß auch dann, falls die Spannung VA exponentiell reduziert wird, die Spannungen VC, VK stabil sind, wenn die Spannung VA größer als 2 Volt ist. Das Schaltelement 27 wird sofort abgeschaltet, falls sie geringer als 2 Volt ist. Falls es daher ausgeschaltet ist, kann eine Erzeugung einer Frequenzänderungsrate entsprechend einem Leistungs- Ausgabeänderungverhältnis verhindert werden.

Des weiteren kann beim normalen Betrieb das Potential VA über eine negative Rückkopplung des Komparators 14 gleich dem von VC und VK werden, der Pegel von VA ist auch gleich dem des zur Erfassung des Eingangswechselstroms dienenden Schaltkreises 13.

Ein Ausgangszustand P1, P2 des Mikroprozessors 19 entsprechend dem Ausgangspegel ist in Fig. 6 gezeigt. Falls zum Beispiel der Ausgangspegel 10 beträgt, sind die Anschlüsse P1 und P2 des Mikroprozessors 19 im Zustand von logisch "0", dann ist die Spannung VA wie in Fig. 7 gezeigt ungefähr 6, und die Spannung wird in den nichtinvertierenden Anschluß des Komparators 14 über den Spitzenwerthalter 16 eingegeben. Der Komparator 14 vergleicht die Spannung am Wechselspannungs-Eingang über den Schaltkreis 13 und gibt die Differenz­ spannung aus. Nachdem das Differenzsignal durch den Integrator 15 verstärkt wurde, gibt er dieses in einen invertierenden Anschluß des Komparators OP3 des Pulsbreitenmodulators 11 über eine Diode 29 wie in Fig. 5 gezeigt ein. Nachdem das Trigger­ signal des Triggergenerators 9 am Nullpunkt des Schaltelementes 27 in eine Sägezahnwellenform eines Sägezahnoszillators umgesetzt wurde, wird diese auf einen invertierenden Anschluß des Komparators OP3 in Fig. 5 gegeben.

Der Komparator OP3 vergleicht diese wie in Fig. 8B und erzeugt unterschiedlich breite Impulse, wie in Fig. 8C bis 8E gezeigt, entsprechend dem Wert der Spannung VF. Das heißt, auch falls der Mikroprozessor 19 verschiedene Leistungs-Änderungssignale der Fig. 8 ausgibt, wird der Betrieb wie oben ausgeführt. Falls insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 6 Leistungs- Änderungssignale im Hoch- oder Niedrigpegelzustand einer kontinuierlichen Pegelform höher als der Ausgangspegel 8 sind, wird das Schaltelement 27 kontinuierlich gesteuert, um eine konstante Leistung aufrechtzuerhalten und nicht ein- oder auszuschalten.

Falls das Leistungs-Änderungssignal auf der anderen Seite geringer als der Ausgangspegel 8 ist, wird das Schaltelement 27 ein- bzw. ausgeschaltet mit einem Ein/Aus-Tastzeitverhältnis und steuert die Leistungs- Ausgabe der Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung. Daher kann das Flackern einer elektrischen Beleuchtung, hervor­ gerufen durch Frequenzstörungen, reduziert werden, und die Aufgabe der Vorrichtung kann genau gesteuert werden bis zu einem niedrigen Pegel des Leistungs- Änderungssignals.

Wie oben beschrieben kann, da die Ausgänge kontinuierlich innerhalb der hohen Ausgangspegel 8, 10 des Leistungs-Änderungssignals in Fig. 6 erzeugt werden, das Flackern einer elektrischen Beleuchtung minimiert werden, und eine Hochfrequenz-Leistung kann durch das Zeit-Tastverhältnisverfahren gesteuert werden, und eine genaue Ausgabe kann reguliert werden.

Es wird dabei insbesondere ein Effekt erzielt, daß eine Störung aufgrund von Frequenzänderung und eine Zerstörung des Schaltelementes verhindert werden kann. Im Aus-Zustand schaltet es sofort aus, sobald die Einheit konstante Ausgaben erzeugt.

Claims (7)

1. Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung mit einer Leistungs-Steuerungsfunktion, mit:

• - einem Netzteil (2-4) zum Umsetzen einer Eingangswechselspannung (1) in eine stabilisierte Gleichspannung, wobei das Netzteil ein Filter (2) zum Filtern einer Störung der Wechselstromleistung und einen Gleichrichter (3) zum Gleichrichten der gefilterten Eingangswechselspannung (1) und nachfolgend einen Glättungsschaltkreis (4) zum Glätten der gleichgerichteten Gleichspannung enthält;
• - einem Magnetron (7) zum Ausgeben mehrerer vorbestimmter Hochfrequenz-Ausgangsleistungen;
• - einem Wechselrichter (6) zum Zuführen einer Treiberleistung zum Magnetron (7) und Eingeben einer Gleichspannung, die von dem Netzteil ausgegeben wird, wobei der Wechselrichter (6) ein Schaltelement (27) zum Schalten der von dem Netzteil (2-4) herrührenden Gleichspannung und einen Hochspannungstransformator (20) enthält;
• - einem Mikroprozessor (19) zum Ausgeben eines Signals mit mehr als einem Pegel gemäß der Eingabe (30) eines Benutzers, wobei der Mikroprozessor (19) mehrere Leistungs-Änderungssignale zur Veränderung der Leistung abgibt, die mehreren vorbestimmten Hochfrequenz-Leistungen zur Ausgabe durch das Magnetron entsprechen;
• - einem Schaltkreis (18, 16) zum Erzeugen einer vorbestimmten Referenzspannung in Übereinstimmung mit einem Leistungs-Veränderungssignal des Mikroprozessors (19), wobei der Referenzspannungs-Erzeugungsschaltkreis einen Spannungsumsetzschaltkreis (18) zum Erzeugen der vorbestimmten Spannung in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen des Mikroprozessors und einen Spitzenwerthaltekreis (16) enthält, zum Eingeben eines Ausgangssignals des Spannungsumsatzschaltkreises (18) und Erfassen und Halten eines Spitzenwertes;
• - einem Schaltkreis (17) zum Schutz des Schaltelements (27), der die gesamte HF-Erwärmungs-Vorrichtung unwirksam schaltet und einen Stromsenkenbetrieb ausführt, falls eine Ausgangsspannung des Spannungserzeugungsschaltkreises (18) geringer als die vorbestimmte Referenzspannung ist;
• - einem Steuerschaltkreis (13-15) zum Integrieren und Ausgeben der Differenz eines Eingangs-Wechselstroms und des Ausgangssignals des Spitzenwerthaltekreises (16), um dieselben auszugleichen, wobei der Steuerschaltkreis einen Schaltkreis (13) zur Erfassung des Eingangs-Wechselstroms und einen Komparator (14) enthält, zum Vergleichen des Ausgangssignals des Spitzenwerthaltekreises (16) mit dem Signal eines Schaltkreises (13) zur Erfassung des Eingangs-Wechselstromes, und einen Integrator (15) zum Integrieren des Ausgabesignals des Komparators; und
• - einem Steuersignal-Erzeugungsschaltkreis (9-12) zur Ausgabe eines Steuersignals zum Ansteuern des Schaltelementes (27) gemäß einem Ausgangssignal des Steuerschaltkreises (13-15), wobei der Steuersignal- Erzeugungsschaltkreis einen Triggergenerator (9) enthält, zum Erzeugen eines Triggersignals im Nulldurchgang des Schaltelements (27), einen Sägezahnoszillator (10) zum Umsetzen des Triggersignals in eine Sägezahnschwingung, einen Pulsbreitenmodulator (11) zur Erzeugung einer gegebenen Impulsbreite entsprechend zu einem Ausgangssignal des Sägezahnoszillators (10) und des integrierenden Schaltkreises (15), und einen Treiberschaltkreis (12) zum Treiben des Schaltelementes (27) gemäß einem Ausgangssignal des Pulsbreitenmodulators (11).

2. Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Leistungs-Änderungssignale des Mikroprozessors (19) mit den entsprechenden zwei Pegeln ausgegeben werden, wobei die Änderungssignale, die in den Bereich des hohen Leistungsverbrauchs unter den mehreren Leistungs-Änderungssignalen fallen, auf eine kontinuierliche Pegelinvariabilität zur Steuerung des Leistungsverbrauchs gesetzt werden, und Änderungssignale, die in den mittleren, niedrigen Leistungsverbrauchsbereich fallen, auf einen diskreten Pegel gesetzt werden, um den Leistungsverbrauch so zu steuern, daß das Schaltelement (27) in einen Ein-Aus-Zustand nach dem Zeit-Tastverhältnisverfahren umgeschaltet wird.

3. Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Referenz-Änderungssignal für Änderungssignale des Zeit-Tastverhältnisses, die in den mittleren, niedrigen Leistungsverbrauchsbereich fallen, auf einen Wert gesetzt wird, der ungefähr 50% des maximalen Leistungsverbrauchs entspricht.

4. Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (17) zum Schutz des Schaltelements eine Referenzspannungsquelle (R7, R8) aufweist, zur Erzeugung der vorbestimmten Spannung entsprechend der minimalen einschaltfähigen Zeit des Schaltelements (27), einen Komparator (OP2) zum Vergleichen einer Spannung der Referenzspannungsquelle und der Ausgangsspannung des Spannungserzeugungsschaltkreises (19), und mehrere mit dem Ausgangsport des Komparators (OP2) verbundene Dioden (D2, D3).

5. Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale einschaltfähige Zeit des Schaltelementes (27) im Wechselrichter (6) innerhalb des Bereiches von ungefähr 8 µsec. bis 15 µsec. liegt.

6. Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwerthaltekreis (16) des Referenzspannungs- Erzeugungsschaltkreises einen rückgekoppelten Verstärker (OP1) zur Eingabe der Ausgangsspannung des Spannungsumsetzschaltkreises (18) und einen Gleichrichter (D1) zum Gleichrichten des Ausgangssignales des rückgekoppelten Verstärkers aufweist.

7. Hochfrequenz-Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungserzeugungsschaltkreis (18) eine Konstant- Gleichspannungsquelle (VCC) aufweist, mehrere Optokoppler (PC1, PC2), die mit dem Ausgangsanschluß des Mikroprozessors (19) verbunden sind, und mehrere Dioden, die zwischen den Optokopplern und der Konstant- Gleichspannungsquelle angeschlossen sind.