JP2000156284A - High frequency heating device - Google Patents

High frequency heating device

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JP2000156284A
JP2000156284A JP10327830A JP32783098A JP2000156284A JP 2000156284 A JP2000156284 A JP 2000156284A JP 10327830 A JP10327830 A JP 10327830A JP 32783098 A JP32783098 A JP 32783098A JP 2000156284 A JP2000156284 A JP 2000156284A
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JP
Japan
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battery
inverter
unit
frequency heating
discharge
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JP10327830A
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Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Betsusou
大介 別荘
Kenji Yasui
健治 安井
Kazunari Nishii
一成 西井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency heating device in which a nickel-cadmium storage battery or a nickel-hydrogen storage battery is mounted to make it portable, and in which a battery action (discharge) condition can be determined to protect the battery. SOLUTION: This device is provided with a battery 11, an inverter 12 to convert power of the battery 11, a command part 15 to control action of the inverter 11 and a charging part 14, and an operation part 16 to give action instruction to the command part 15 from the external, and as the command part 15 commands action of the inverter 12 based on a signal from the operation part 16, discharge of battery power is started, while the stop of it is conducted not based on the signal from the operation part 16 but with priority to an action condition of the battery 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電源としてバッテリ
を用いた高周波加熱装置に関し、特にバッテリの過放電
を防止しようとするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency heating device using a battery as a power source, and more particularly to preventing overdischarge of the battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は、従来の高周波加熱装置の構成を
示した回路ブロック図である。交流である商用電源1を
インバータ12により高周波高電圧に変換し、マグネト
ロン13を駆動する。すなわち、商用電源1を一旦整流
回路4で直流電圧に変換し、この直流電力を半導体スイ
ッチング素子5のオンオフによるインバータ2で20kH
z以上の高周波電力に変換している。さらにインバータ
2は、この高周波電力を昇圧トランス6によって高周波
高電圧に昇圧し、高圧整流回路7を介してマグネトロン
13に印加している。マグネトロン13はこの直流高電
圧で駆動され、2.45GHzのマイクロ波を加熱室に放
射することによって被加熱物を加熱している。また、家
庭用の高周波加熱装置は1000W以上の変換電力を扱
うため、インバータ2の高効率化が重要な技術である。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a circuit block diagram showing a configuration of a conventional high-frequency heating device. An AC commercial power supply 1 is converted into a high frequency high voltage by an inverter 12, and a magnetron 13 is driven. That is, the commercial power supply 1 is temporarily converted into a DC voltage by the rectifier circuit 4 and this DC power is converted to 20 kHz by the inverter 2 by turning on and off the semiconductor switching element 5.
Converted to high frequency power of z or more. Further, the inverter 2 boosts the high-frequency power to a high-frequency high voltage by the boosting transformer 6 and applies the high-frequency power to the magnetron 13 via the high-voltage rectifier circuit 7. The magnetron 13 is driven by the high DC voltage and radiates a microwave of 2.45 GHz to the heating chamber to heat the object to be heated. In addition, since a high frequency heating device for home uses a converted power of 1000 W or more, it is important technology to increase the efficiency of the inverter 2.

【0003】従来の家庭用高周波加熱装置は図9に示す
ような回路構成である。インバータ2は商用電源を整流
する整流ダイオードとインダクタ、コンデンサからなる
整流平滑回路4を有しており、商用電源を一旦脈動する
直流電圧に変換している。第1の半導体スイッチング素
子5を20kHz以上の高周波でオンオフすることによっ
て昇圧トランス6の1次巻線に高周波電力を発生してい
る。昇圧トランス6はこの高周波電力によって励磁され
2次巻線に昇圧出力を発生し、高圧整流回路7に高周波
高電圧を与えている。高圧整流回路7は昇圧トランス6
の出力電圧を整流してマグネトロン3に直流高電圧を印
加するように構成されている。このインバータ回路2は
コンデンサ8、10と昇圧トランス6の1次巻線によっ
て共振回路を構成し、この共振回路の共振現象を利用し
て半導体スイッチング素子5、9がターンオフあるいは
ターンオンする際の電圧の傾きを緩やかにしている。こ
の結果、半導体スイッチング素子5、9がターンオンす
る際は零電流かつ零電圧でスイッチングし、電圧と電流
の重なる期間がない。また、ターンオフする際は、零電
圧から緩やかに電圧が上昇するため電圧と電流が重なる
面積が非常に小さくなる。従って、半導体スイッチング
素子5、9のスイッチング損失が低減され、インバータ
回路を高効率化する構成となっている。
A conventional home-use high frequency heating apparatus has a circuit configuration as shown in FIG. The inverter 2 has a rectifying / smoothing circuit 4 composed of a rectifier diode for rectifying a commercial power supply, an inductor, and a capacitor, and converts the commercial power supply into a pulsating DC voltage once. By turning on and off the first semiconductor switching element 5 at a high frequency of 20 kHz or more, high frequency power is generated in the primary winding of the step-up transformer 6. The step-up transformer 6 is excited by the high-frequency power, generates a step-up output in the secondary winding, and applies a high-frequency high voltage to the high-voltage rectifier circuit 7. The high voltage rectifier circuit 7 is a step-up transformer 6
Is rectified and a high DC voltage is applied to the magnetron 3. The inverter circuit 2 forms a resonance circuit by the capacitors 8, 10 and the primary winding of the step-up transformer 6, and utilizes the resonance phenomenon of the resonance circuit to reduce the voltage when the semiconductor switching elements 5, 9 are turned off or turned on. The slope is gentle. As a result, when the semiconductor switching elements 5 and 9 are turned on, switching is performed at zero current and zero voltage, and there is no period in which voltage and current overlap. Further, when turning off, since the voltage gradually rises from zero voltage, the area where the voltage and the current overlap is very small. Therefore, the switching loss of the semiconductor switching elements 5 and 9 is reduced, and the inverter circuit is configured to have high efficiency.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】家庭用高周波加熱装置
は100Vの商用電源から1000W〜1500W程度の
電力供給を受けてマイクロ波で食品を加熱する調理器で
ある。扱う電力が大きいため商用電源から電力を供給す
ることが必要であるが、卓上で使用したい、あるいは屋
外で使用したいというユーザーの要望が大きい。これを
実現するためには、高周波加熱装置自体に電力供給源を
搭載し外部電源からの電力供給無しに使用できるコード
レスの構成とすることが必要である。近年、充電可能な
2次電池の開発が携帯電話、パソコン、電気自動車用な
どの用途で進み、ニッカド蓄電池、ニッケル水素蓄電
池、リチウムイオン蓄電池のように新しい電池が実用化
されてきており、蓄電池の小型、軽量化が実現してい
る。このような背景で、高周波加熱装置のように大電力
を扱う電気機器であっても、ある程度の短時間であれば
2次電池を搭載した構成とすることが実用的になってき
ている。
A household high-frequency heating apparatus is a cooker that heats food with microwaves by receiving power of about 1000 W to 1500 W from a 100 V commercial power supply. Since a large amount of electric power is handled, it is necessary to supply electric power from a commercial power supply. However, there is a great demand from users who want to use it on a desk or outdoors. In order to realize this, it is necessary to mount a power supply source on the high-frequency heating device itself and have a cordless configuration that can be used without supplying power from an external power supply. In recent years, the development of rechargeable secondary batteries has progressed for applications such as mobile phones, personal computers, and electric vehicles. Small size and light weight are realized. Against this background, it has become practical to use a configuration in which a secondary battery is mounted for a short period of time even for electrical equipment that handles large power, such as a high-frequency heating device.

【0005】ある種類の2次電池一個(単体)をセルと
呼ぶが、1セル当りの電圧はニッカド蓄電池とニッケル
水素蓄電池は公称1.2V、リチウムイオンは公称3.
7Vと低い電圧である。このような低い電圧で大電力を
供給する場合、非常に大きい電流を流さなければならな
い。電流が大きくなるとマイクロ波を発生するマグネト
ロンを駆動するインバータが、それに用いる半導体スイ
ッチング素子やコンデンサなどの損失を低減するために
大型化、高価格化する。1000Wの電力を扱う場合、
電力源が100Vの商用電源なら、商用電源の電流は力
率100%とすると10Aになるが50Vであれば電力
源には20Aの電流が流れ、これに応じてインバータの
扱う電流も増大する。インバータに半導体スイッチング
素子やコンデンサなどの電気部品を電流が増大しても損
失を同じレベルにしようとすると、大型化する必要があ
る。工場におけるインバータの生産から考えると、電気
部品のサイズが変わると既存の生産設備の部分変更か全
部変更が必要となり、いずれにしても大きな投資が課せ
られる。従って、品サイズの大きな変更をしないように
することが必要とされる。
[0005] One secondary battery of a certain type (single unit) is called a cell. The voltage per cell is nominally 1.2 V for nickel-cadmium and nickel-metal hydride storage batteries, and nominally 3.2 V for lithium ion.
The voltage is as low as 7V. When supplying large power at such a low voltage, a very large current must be passed. An inverter that drives a magnetron that generates microwaves when the current increases increases in size and price in order to reduce the loss of semiconductor switching elements and capacitors used therein. When handling 1000 W of power,
If the power source is a commercial power source of 100 V, the current of the commercial power source is 10 A when the power factor is 100%. However, if the power source is 50 V, a current of 20 A flows through the power source, and the current handled by the inverter increases accordingly. In order to keep the loss at the same level even if the current increases in an electric component such as a semiconductor switching element and a capacitor in the inverter, the size must be increased. Considering the production of inverters in factories, when the size of electrical components changes, it is necessary to partially or entirely change existing production equipment, and in any case, a large investment is imposed. Therefore, it is necessary to prevent a large change in the product size.

【0006】このためには、複数のセルを直列に接続
し、ある程度の電圧にしてインバータに供給することが
必要となる。しかし、複数のセルを直列に接続し30V
以上の電圧を得る場合に以下に示す問題点が生じる。
For this purpose, it is necessary to connect a plurality of cells in series and supply a certain voltage to the inverter. However, when multiple cells are connected in series and 30V
When the above voltage is obtained, the following problems occur.

【0007】第1に、バッテリーの寿命は過放電または
過充電によって著しく悪化する。特に高周波加熱装置の
ように短時間で大電力を扱う用途では過放電が問題とな
る。
First, battery life is significantly degraded by overdischarging or overcharging. In particular, in applications where a large amount of power is used in a short time, such as a high-frequency heating device, overdischarge becomes a problem.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、バッテリーでの電力をインバータで変換
し、マグネトロンを駆動する高周波加熱装置であって、
バッテリーに電力を充電する充電部と、インバータと定
電部の動作を制御する指令部と、この指令部に外部から
動作指示を与える操作部と、バッテリーの動作状態を検
知する動作状態検知部とを備え、バッテリーからの電力
の放電の停止は操作部からの信号よりも動作状態検知部
からの信号を優先させて行う構成とした。
According to the present invention, there is provided a high-frequency heating apparatus for driving a magnetron by converting electric power in a battery by an inverter and driving a magnetron.
A charging unit for charging the battery with power, a command unit for controlling the operation of the inverter and the constant current unit, an operation unit for giving an external operation instruction to the command unit, and an operation state detection unit for detecting the operation state of the battery The stop of the discharge of the electric power from the battery is performed by giving priority to the signal from the operation state detection unit over the signal from the operation unit.

【0009】そして、この川迫により高周波加熱装置の
ように短時間で大電力を消費するような装置であっても
過放電によりバッテリー寿命を損なうことがないように
することができる。
[0009] Even in a device that consumes a large amount of power in a short time, such as a high-frequency heating device, such as a high-frequency heating device, it is possible to prevent the battery life from being shortened by overdischarge.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明はバッテリーと、前記バッ
テリーの電力変換を行うインバータと、前記インバータ
で付勢されるマグネトロンと、前記バッテリーに外部電
源から電力を充電する充電部と、前記インバータと充電
器の動作を制御する指令部と、前記指令部に外部から動
作指示を与えるための操作部と、前記指令部の動作状態
を表示する表示部とを備え、指令部は操作部からの信号
に基づいてインバータに動作を指令することにより、バ
ッテリー電力の放電を開始させ、停止は操作部からの信
号よりも、バッテリーの動作状態を優先させて行う構成
とした。この構成にすることにより、操作部で設定され
た時間の間に放出するべき電気量よりもバッテリーの残
存電気量の方が小さい場合でも、バッテリーの残存電気
量を使い切る前にインバータの動作を停止させ放電を終
了させることができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention provides a battery, an inverter for converting the power of the battery, a magnetron energized by the inverter, a charging unit for charging the battery with power from an external power supply, A command unit for controlling the operation of the charger, an operation unit for giving an external operation instruction to the command unit, and a display unit for displaying the operation state of the command unit, the command unit is a signal from the operation unit , The operation of the inverter is instructed to start the discharge of the battery power, and the stop is performed by giving priority to the operation state of the battery over the signal from the operation unit. With this configuration, even if the remaining amount of electricity in the battery is smaller than the amount of electricity to be released during the time set by the operation unit, the operation of the inverter is stopped before the remaining amount of electricity in the battery is used up And the discharge can be terminated.

【0011】また、バッテリーの動作状態は前記バッテ
リーの温度上昇で判断する構成とした。この構成とする
ことによりバッテリーの放電状態を検知することができ
る。
[0011] The operation state of the battery is determined by the temperature rise of the battery. With this configuration, the discharge state of the battery can be detected.

【0012】また、バッテリーの動作状態は前記バッテ
リーの温度上昇の勾配で判断する構成とした。この構成
とすることにより、バッテリーの放電状態を判断でき
る。
The operating state of the battery is determined based on the gradient of the temperature rise of the battery. With this configuration, the discharge state of the battery can be determined.

【0013】また、バッテリーの動作状態は前記バッテ
リーの温度上昇と雰囲気温度との差で判断する構成とし
た。この構成にすることにより、バッテリーの放電状態
を判断できる。
The operating state of the battery is determined based on the difference between the temperature rise of the battery and the ambient temperature. With this configuration, the discharge state of the battery can be determined.

【0014】また、バッテリーの動作状態は前記バッテ
リーの放電中の電圧で判断する構成とした。この構成に
することにより放電末期の電池電圧の低下で放電状態を
判断できる。
The operating state of the battery is determined based on the voltage of the battery during discharging. With this configuration, the discharge state can be determined based on a decrease in the battery voltage at the end of discharge.

【0015】[0015]

【実施例】(実施例1)以下、本発明の実施例を図面を
参照して説明する。
(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は本実施例12の高周波加熱装置の構
成を示す回路ブロック図である。11はバッテリー、1
2はインバータ、13はマグネトロン、14は充電部、
15は指令部、16は操作部、17は表示部、18は動
作状態検知部である。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of a high-frequency heating device according to a twelfth embodiment. 11 is a battery, 1
2 is an inverter, 13 is a magnetron, 14 is a charging unit,
Reference numeral 15 denotes a command unit, 16 denotes an operation unit, 17 denotes a display unit, and 18 denotes an operation state detection unit.

【0017】バッテリーはニッケル・カドミウム蓄電池
あるいはニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池
などの2次電池を用いて、複数のセルを直列に接続して
高い電圧にしている。
As the battery, a secondary battery such as a nickel-cadmium storage battery or a nickel-hydrogen storage battery or a lithium-ion storage battery is used, and a plurality of cells are connected in series to have a high voltage.

【0018】高周波加熱装置で冷蔵庫で保冷されていた
弁当を温める場合、マイクロ波出力で約500Wの電力
で2分間の加熱を必要とする。高周波加熱装置の効率は
約56%であるので、バッテリーは約900Wの電力を
供給している。例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池を
用いると、電池の定格電流容量は1.7Ahであるので、
平均電圧を1.2Vとすると1セル当りの電力容量は
2.04whとなる。900Wを2分間出力する場合の電
力量は30whであり、これを3回繰り返すとするとバッ
テリーに必要な電力量は90whとなる。1セル当りの電
力容量は2.04whなので44セル必要となり、これを
直列に接続するとバッテリーの電圧は約52.8Vで、
電流は約17Aとなる。バッテリー11への充電は充電
部14が指令部15からの指令により行う。充電部14
は外部電源19の電圧を充電に必要な52.8V以上の
電圧に変換し、バッテリー11への充電を行う。
When a lunch box kept in a refrigerator by a high-frequency heating device is heated, it is necessary to heat the microwave for about 2 minutes at a power of about 500 W with microwave output. Since the efficiency of the high frequency heating device is about 56%, the battery supplies about 900 W of power. For example, when a nickel-cadmium storage battery is used, the rated current capacity of the battery is 1.7 Ah.
If the average voltage is 1.2 V, the power capacity per cell is 2.04 wh. The electric energy when outputting 900 W for 2 minutes is 30 wh, and when this is repeated three times, the electric energy required for the battery is 90 wh. Since the power capacity per cell is 2.04 wh, 44 cells are required. When these are connected in series, the battery voltage is about 52.8 V,
The current will be about 17A. The charging of the battery 11 is performed by the charging unit 14 according to a command from the command unit 15. Charging unit 14
Converts the voltage of the external power supply 19 into a voltage of 52.8 V or more necessary for charging, and charges the battery 11.

【0019】インバータ12はバッテリー11の直流電
圧を、半導体スイッチング素子を用いて20kHzから3
0kHzの高周波交流電圧に変換し、昇圧トランスで電圧
を昇圧して、この電圧を整流器で直流の高電圧に変換し
ている。半導体スイッチング素子に流れる電流はピーク
値が約50Aに達するので、インバータ12の入力端に
はコイルとコンデンサとからなるローパスフィルタを設
け、半導体スイッチング素子が20kHzから30kHzで動
作するために生じるバッテリー11の電流リップル分を
低減し、バッテリー11には平均17Aでピーク値も同
程度の電流が流れるようにしている。直流高電圧はマグ
ネトロン13を付勢する。マグネトロン13は高電圧に
より付勢され駆動しマイクロ波を発生する。インバータ
12は指令部15により制御される。
The inverter 12 converts the DC voltage of the battery 11 from 20 kHz to 3 using a semiconductor switching element.
The voltage is converted to a high-frequency AC voltage of 0 kHz, the voltage is boosted by a step-up transformer, and this voltage is converted to a high DC voltage by a rectifier. Since the peak value of the current flowing through the semiconductor switching element reaches about 50 A, a low-pass filter including a coil and a capacitor is provided at the input terminal of the inverter 12, and the battery 11 generated when the semiconductor switching element operates at 20 kHz to 30 kHz is generated. The amount of current ripple is reduced, and a current having an average of 17 A and a similar peak value flows through the battery 11. The DC high voltage energizes the magnetron 13. The magnetron 13 is energized and driven by a high voltage to generate a microwave. Inverter 12 is controlled by command unit 15.

【0020】指令部15は操作部16からのキー入力に
よる信号によりインバータ12の動作指令と表示部17
への状態表示指示を指令する。これによりインバータ1
2は動作を開始しバッテリー11は放電を始める。バッ
テリー11は17Aという大きな電流で2分という短時
間で全電気量の1/3を放電するため、操作部で設定さ
れる時間が長いとバッテリー初期の残存電気量が設定さ
れた動作時間以内にゼロになるようなことも考えられ、
この場合動作を続けると過放電となり、バッテリー11
の寿命を著しく損なうことになる。僅かな時間であって
も放電電気量が大きいため過放電の度合いが深くなって
しまう。このため、バッテリー11の動作状態検知部1
8を設け、その信号を指令部15に与え、指令部15は
操作部16からの信号よりも動作状態検知部18の信号
を優先して、インバータ12の動作を停止させる。これ
により、バッテリーの過放電を抑制でき、バッテリーの
寿命を著しく損なうことが防げる。
The command section 15 receives an operation command of the inverter 12 and a display section 17 based on a signal from a key input from the operation section 16.
Command to display the status. As a result, the inverter 1
2 starts operation, and the battery 11 starts discharging. Since the battery 11 discharges 1/3 of the total amount of electricity in a short time of 2 minutes with a large current of 17 A, if the time set in the operation unit is long, the remaining amount of electricity in the initial stage of the battery is within the set operation time. It could be zero,
In this case, if the operation is continued, the battery is overdischarged and the battery 11
Will significantly impair the life of the device. Even for a short time, the amount of discharge electricity is large, so that the degree of overdischarge becomes deep. For this reason, the operation state detection unit 1 of the battery 11
8 is provided to the command unit 15, and the command unit 15 stops the operation of the inverter 12 by giving priority to the signal of the operation state detection unit 18 over the signal from the operation unit 16. As a result, overdischarge of the battery can be suppressed, and the life of the battery can be prevented from being significantly impaired.

【0021】(実施例2)図2は高周波加熱装置の構成
を示す簡略化した透視図で横から見た状態を示してい
る。20はドア、21は加熱室に載置された被加熱物で
ある。バッテリー11は重量が2kg程度になり、重い
ので、高周波加熱装置の底面近くになるべく均等に配置
している。バッテリー11は40個以上のセルを直列に
接続するために、2つのブロックに分けてパッケージ化
している。18は動作状態検知部でバッテリー11のパ
ッケージに設けてある。動作状態検知部18はサーミス
タを用いており、これによりバッテリー11の温度検知
を行う。バッテリー11は17Aという大きな電流で2
分という短時間で全電気量の1/3を放電するため、各
セルの発熱は大きなものとなる。セルの温度上昇は放電
が進行するにつれて増加していくので、このセル温度に
よりある程度の放電度合を知ることができる。複数のセ
ルを接続してパッケージ化しているため、動作状態検知
部18は最も温度上昇の高くなるパッケージ中央部に設
けている。また、高周波加熱装置の底板はバッテリーの
熱を放散させるためにも活用するため、バッテリー11
は底板に密着させる構成としている。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a simplified perspective view showing the structure of a high-frequency heating device, as viewed from the side. Reference numeral 20 denotes a door, and 21 denotes an object to be heated placed in a heating chamber. Since the battery 11 weighs about 2 kg and is heavy, the batteries 11 are arranged as close to the bottom of the high-frequency heating device as possible. The battery 11 is packaged in two blocks in order to connect 40 or more cells in series. Reference numeral 18 denotes an operation state detection unit provided on a package of the battery 11. The operating state detecting unit 18 uses a thermistor, and detects the temperature of the battery 11 by using the thermistor. Battery 11 has a large current of 17A and 2
Since 1/3 of the total amount of electricity is discharged in a short time of one minute, the heat generation of each cell becomes large. Since the temperature rise of the cell increases as the discharge proceeds, a certain degree of discharge can be known from the cell temperature. Since a plurality of cells are connected and packaged, the operation state detection unit 18 is provided at the center of the package where the temperature rise is highest. In addition, the bottom plate of the high-frequency heating device is used for dissipating the heat of the battery.
Is configured to be in close contact with the bottom plate.

【0022】図3の破線はバッテリー11の放電時の、
動作状態検知部18の出力によるバッテリー温度を示し
たもので、実線はセル内部の温度を示した特性図であ
る。動作状態検知部18はパッケージ化されたバッテリ
ー11の表面に取り付けられているのでセル内部よりも
温度が低く、また温度上昇に時間遅れがある。前述した
ように、バッテリー11は17Aという大きな電流で2
分という短時間で全電気量の1/3を放電するため、放
電の進行具合の検知に遅れが生じると、過放電する可能
性がある。セル温度T1で満放電のレベルに達するの
で、指令部15は動作状態検知部18の出力レベルが温
度T2のレベルに達したら、放電を停止するためにイン
バータ12に動作を停止するように指令を与えるように
構成している。このような構成とすることにより、適切
なセル温度で放電を停止することができ、過放電するこ
とがない。
The broken line in FIG.
This shows the battery temperature based on the output of the operation state detection unit 18, and the solid line is a characteristic diagram showing the temperature inside the cell. Since the operating state detector 18 is attached to the surface of the packaged battery 11, the temperature is lower than that inside the cell, and there is a time delay in the temperature rise. As described above, the battery 11 has a large current of 17
Since 1/3 of the total amount of electricity is discharged in a short time of one minute, if there is a delay in detection of the progress of the discharge, overdischarge may occur. Since the full discharge level is reached at the cell temperature T1, the command unit 15 instructs the inverter 12 to stop the operation in order to stop the discharge when the output level of the operation state detection unit 18 reaches the level of the temperature T2. It is configured to give. With such a configuration, discharge can be stopped at an appropriate cell temperature, and overdischarge does not occur.

【0023】図4はバッテリー11の温度特性を示す特
性図で、時間ゼロでバッテリー11の放電開始とともに
温度が上昇し、操作部で設定された動作時間に、温度T
2の状態で達してインバータ12が停止して放電を終了
している状態を示している。セル内部温度は若干上昇し
たのち下降を始めるが、動作状態検知部18で検知する
温度上昇は、バッテリー11の熱容量で、放電停止後も
しばらくの期間、温度上昇を続けた後、下降を始め温度
のオーバーシュートが大きくなり停止判定温度レベルT
2まで上昇することがある。セル内部温度は放電終了と
ほぼ同時に温度が下降するが、動作状態検知部18の出
力信号が再び停止判定温度レベルT2まで下がるのにt
3という長い時間がかかる。このため、時間t3後でない
とインバータ12を再起動できないので、インバータ1
2の停止後、バッテリー11がなるべく温度上昇しない
ようにすることが望ましく、本発明ではインバータ12
の停止後、ファン22を動作させてバッテリー11の温
度上昇を抑制している。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the temperature characteristics of the battery 11. The temperature rises with the start of discharge of the battery 11 at time zero, and the temperature T rises during the operation time set by the operation unit.
2 shows a state in which the state has reached 2 and the inverter 12 has stopped and has finished discharging. The internal temperature of the cell starts to decrease after slightly increasing, but the temperature increase detected by the operation state detecting unit 18 is the heat capacity of the battery 11, and continues to increase for a while after the discharge is stopped. Overshoot becomes large and the stop determination temperature level T
May rise to 2. The internal temperature of the cell decreases almost at the same time as the end of the discharge. However, it takes t until the output signal of the operation state detecting unit 18 again decreases to the stop determination temperature level T2.
It takes a long time of three. Therefore, the inverter 12 cannot be restarted until after the time t3.
It is desirable that the temperature of the battery 11 does not rise as much as possible after the shutdown of the inverter 2.
After that, the fan 22 is operated to suppress the temperature rise of the battery 11.

【0024】(実施例3)図5はバッテリー11の放電
電気量とバッテリー11の内部抵抗との関係を示した特
性図で、放電量が100%に近づくに連れて内部抵抗が
増大している。特に放電量80%を超える点から急激に
内部抵抗が増大する。バッテリー11から供給する電流
が一定になるように制御すると、バッテリー11の発熱
は内部抵抗に比例するので、その温度上昇は放電量80
%を超えた点から急激に上昇するようになる。そこで、
この温度上昇の時間に対する変化量、すなわち温度勾配
で放電量を検知することができる。指令部15はサーミ
スタで構成された動作状態検知部18の出力信号の時間
変化を判断し、放電量が100%を超えないようにイン
バータ12を制御することにより、過放電を防止するこ
とができる。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of electric discharge of the battery 11 and the internal resistance of the battery 11, and the internal resistance increases as the amount of discharge approaches 100%. . In particular, the internal resistance sharply increases from the point where the discharge amount exceeds 80%. If the current supplied from the battery 11 is controlled to be constant, the heat generated by the battery 11 is proportional to the internal resistance.
From the point where the percentage exceeds%, the value rapidly rises. Therefore,
The amount of discharge can be detected based on the amount of change in the temperature rise with time, that is, the temperature gradient. The command unit 15 determines the time change of the output signal of the operation state detection unit 18 formed of a thermistor, and controls the inverter 12 so that the discharge amount does not exceed 100%, thereby preventing overdischarge. .

【0025】インバータ12で発生される高電圧で付勢
されるマグネトロン13は内部損失により温度上昇し、
これによりマグネトロン13を構成する永久磁石の透磁
率が低下し、動作電圧が低下する。従って、インバータ
12が出力電流を一定にする制御を行うと、マグネトロ
ン13の動作電圧が下がった分だけ出力電力が低下し、
その結果、バッテリー11の電流が低下する。このよう
になると、バッテリー11の放電電気量が80%を超え
て、内部抵抗が増大してもバッテリー11の電流が低下
すると、内部抵抗増加による急激な温度上昇が生じずに
放電量検知ができなくなることがある。このため、バッ
テリー11の温度勾配で放電量を検知する場合は、イン
バータ12は入力電流一定制御を行うようにすることが
より望ましい。
The magnetron 13 energized by the high voltage generated by the inverter 12 rises in temperature due to internal loss,
As a result, the magnetic permeability of the permanent magnet constituting the magnetron 13 decreases, and the operating voltage decreases. Therefore, when the inverter 12 performs control to keep the output current constant, the output power is reduced by an amount corresponding to the decrease in the operating voltage of the magnetron 13, and
As a result, the current of the battery 11 decreases. In this case, when the amount of discharged electricity of the battery 11 exceeds 80% and the current of the battery 11 decreases even if the internal resistance increases, the amount of discharge can be detected without a sharp rise in temperature due to the increase in internal resistance. May disappear. For this reason, when the discharge amount is detected based on the temperature gradient of the battery 11, it is more preferable that the inverter 12 performs input current constant control.

【0026】(実施例4)バッテリー11の温度上昇で
放電電気量を判断する場合に雰囲気温度がどのような状
態にあるかが問題となる。実施例2で示した方法である
と、雰囲気温度が低い場合、バッテリー11の温度が動
作状態検知部18の信号で放電停止の判定レベルである
T2に達するまえに、放電電気量が100%に達している
こがある。
(Embodiment 4) When judging the amount of discharge electricity based on a rise in the temperature of the battery 11, the state of the ambient temperature is a problem. According to the method described in the second embodiment, when the ambient temperature is low, the temperature of the battery 11 is the determination level of the discharge stop according to the signal of the operation state detecting unit 18.
Before reaching T2, the amount of discharge electricity may reach 100%.

【0027】これでは、過放電になることがあるので、
雰囲気温度を考慮する必要があり、指令部15は図2に
示すように、他の発熱体からの熱の影響を受けない位置
に雰囲気温度検知手段23を設け、これにより動作状態
検知部18の信号を判定するレベルを変えるように操作
する。すなわち、雰囲気温度が低い場合には、判定レベ
ルを低く設定し、雰囲気温度が高い場合には、高く設定
することにより、適正に放電電気量を判定するようにし
ている。
In this case, overdischarging may occur.
It is necessary to consider the ambient temperature, and as shown in FIG. 2, the command section 15 provides the ambient temperature detecting means 23 at a position which is not affected by heat from other heating elements. An operation is performed to change the level at which the signal is determined. That is, when the ambient temperature is low, the determination level is set low, and when the ambient temperature is high, the determination level is set high, so that the amount of discharged electricity is properly determined.

【0028】ニッケル・カドミウム蓄電池などでは、2
0℃から60℃雰囲気中で放置した状態での内部抵抗の
変化が、放電中の内部抵抗の変化と比較して、ほぼ無い
ものと見なせる。インバータ12が入力電流をほぼ一定
に制御する場合、バッテリー11からの電力供給もほぼ
一定となり図5で示したように放電電気量の増加に従っ
て、内部抵抗が増大し、バッテリー11の温度上昇もそ
れに比例して増加し、この増加の割合は、20℃から6
0℃の間では雰囲気温度によらず同等になるので、バッ
テリー11が放電中に雰囲気温度に対して規定の温度上
昇した点で放電を停止するように構成するようにしても
適切に放電電気量を判定できる。従って、動作状態検知
部18の信号と雰囲気温度検知手段23の信号の差が規
定値になったら指令部15がインバータ12を停止させ
る構成とすることができる。
In a nickel-cadmium storage battery or the like, 2
It can be considered that there is almost no change in the internal resistance when left in an atmosphere of 0 ° C. to 60 ° C. as compared with the change in the internal resistance during discharge. When the inverter 12 controls the input current to be substantially constant, the power supply from the battery 11 is also substantially constant, and the internal resistance increases as the amount of discharged electricity increases, as shown in FIG. The rate of increase is from 20 ° C to 6 ° C.
Since it becomes the same regardless of the ambient temperature between 0 ° C., even if the battery 11 is configured to stop the discharge at a point where the temperature rises by a specified temperature with respect to the ambient temperature during the discharge, the discharge amount of electricity is appropriately adjusted. Can be determined. Therefore, the command unit 15 can stop the inverter 12 when the difference between the signal of the operation state detecting unit 18 and the signal of the ambient temperature detecting unit 23 reaches a specified value.

【0029】この規定値は雰囲気温度に対して10deg
から20degの間で設定される。 (実施例5)セル電圧と放電電気量とは図6に示す特性
になる。同図で8c、4c、1c、0.2cは定格電流
に対する放電電流の大きさ(倍数)を示したもので、8
cは定格容量に対して放電電流を8倍に設定したことを
表している。この特性からわかるように、放電電気量が
増大するとセル電圧が低下するので、セル電圧により放
電電気量の判断ができる。そこで図7に示すように本発
明の動作状態検知部18は抵抗24で構成しバッテリー
11の電圧を分圧することにより検知し、その信号を指
令部15へ伝達するようにしている。
This specified value is 10 deg with respect to the ambient temperature.
Is set between 20 and 20 deg. (Embodiment 5) The cell voltage and the amount of discharged electricity have the characteristics shown in FIG. In the same figure, 8c, 4c, 1c and 0.2c indicate the magnitude (multiple) of the discharge current with respect to the rated current.
c indicates that the discharge current was set to 8 times the rated capacity. As can be seen from this characteristic, when the amount of discharged electricity increases, the cell voltage decreases, so that the amount of discharged electricity can be determined based on the cell voltage. Therefore, as shown in FIG. 7, the operation state detection unit 18 of the present invention is configured by a resistor 24, detects by dividing the voltage of the battery 11, and transmits the signal to the command unit 15.

【0030】本発明の高周波加熱装置に用いるバッテリ
ー11は17Aという大きな電流で2分という短時間で
全電気量の1/3を放電する。これを定格1.7Ah程度
(放電電流1cが1.7Aになる)のものを用いるの
で、10c程度になる。このような大きな電流になる
と、1セル当りの電圧が0.8Vになると放電を停止す
るように設定しても、放電電気量としては80%程度し
か使用していないことになる。このため、指令部15は
動作状態検知部18の信号が、例えば1セル当り0.8
V相当になってから一定の間、放電を続けるようにして
いる。これは一定時間として設定している。このような
構成とすることにより、バッテリー11の電圧を検知し
て、ほぼ100%の放電電気量でインバータ12を制御
し放電を停止することができる。
The battery 11 used in the high-frequency heating device of the present invention discharges 1/3 of the total electricity in a short time of 2 minutes with a large current of 17 A. Since this is used with a rating of about 1.7 Ah (discharge current 1c becomes 1.7 A), it becomes about 10 c. With such a large current, only about 80% of the discharged electricity is used even if the discharge is stopped when the voltage per cell becomes 0.8 V. For this reason, the command section 15 outputs a signal of the operation state detecting section 18 at, for example, 0.8 / cell.
Discharge is continued for a certain period after V is reached. This is set as a fixed time. With this configuration, the voltage of the battery 11 can be detected, and the inverter 12 can be controlled with almost 100% of the amount of discharged electricity to stop the discharge.

【0031】なお、上記実施例では高周波加熱装置の場
合につき説明したが、バッテリーとインバータとを組み
合わせた高周波加熱装置に用いても同様にバッテリーの
過放電を防止する事ができるのはいうまでもない。
In the above embodiment, the case of the high-frequency heating device has been described. However, it is needless to say that the over-discharge of the battery can be similarly prevented by using the high-frequency heating device in which the battery and the inverter are combined. Absent.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように本発明は以下の効果を有す
る。
As described above, the present invention has the following effects.

【0033】バッテリーと、前記バッテリーの電力変換
を行うインバータと、前記インバータで付勢されるマグ
ネトロンと、前記バッテリーに外部電源から電力を充電
する充電部と、前記インバータと充電部の動作を制御す
る指令部と、前記指令部に外部から動作指示を与えるた
めの操作部と、前記指令部の動作状態を表示する表示部
とを備え、指令部は操作部からの信号に基づいてインバ
ータに動作を指令することにより、バッテリー電力の放
電を開始させ、停止は操作部からの信号よりも、バッテ
リーの動作状態を優先させて行う構成としすることによ
り、高周波加熱装置のような短時間で大電力を消費する
ような装置のバッテリーであってもバッテリーの過放電
を防止することができるので、バッテリーの寿命を損な
うことが無いという効果がある。
A battery, an inverter for converting the power of the battery, a magnetron energized by the inverter, a charging unit for charging the battery with power from an external power supply, and controlling operations of the inverter and the charging unit. A command unit, an operation unit for giving an operation instruction to the command unit from the outside, and a display unit for displaying an operation state of the command unit, wherein the command unit operates the inverter based on a signal from the operation unit. By issuing a command, the battery power is started to be discharged, and the stop is performed by giving priority to the operation state of the battery rather than a signal from the operation unit. It is possible to prevent the battery from being over-discharged even if the battery is used in a device that consumes it, so the battery life is not impaired. There is an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の高周波加熱装置の構成を示
す回路ブロック図
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of a high-frequency heating device according to one embodiment of the present invention.

【図2】同高周波加熱装置の側面透視図FIG. 2 is a side perspective view of the high-frequency heating device.

【図3】同高周波加熱装置に用いられるバッテリーの温
度変化を示す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a temperature change of a battery used in the high-frequency heating device.

【図4】同高周波加熱装置に用いられるバッテリーの温
度変化を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a temperature change of a battery used in the high-frequency heating device.

【図5】バッテリーの内部抵抗と放電電気量との関係を
示す特性図
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the internal resistance of the battery and the amount of discharged electricity.

【図6】セルの電圧と放電電気量との関係を示す特性図FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a cell voltage and a discharge electricity amount.

【図7】本発明の一実施例の高周波加熱装置の動作状態
検知部の構成を示す回路図
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an operation state detection unit of the high-frequency heating device according to one embodiment of the present invention.

【図8】従来の高周波加熱装置の構成を示す回路ブロッ
ク図
FIG. 8 is a circuit block diagram showing a configuration of a conventional high-frequency heating device.

【図9】同高周波加熱装置に用いるインバータの構成を
示す回路図
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of an inverter used in the high-frequency heating device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 バッテリー 12 インバータ 13 マグネトロン 14 充電部 15 指令部 16 操作部 17 表示部 18 動作状態検知部 23 雰囲気温度検知手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Battery 12 Inverter 13 Magnetron 14 Charging part 15 Command part 16 Operation part 17 Display part 18 Operation state detecting part 23 Atmospheric temperature detecting means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西井 一成 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3K086 AA06 BA08 BB02 BB03 CA03 CB20 DB15 DB23 EA06 3K090 AA07 AB02 BA01 BB01 EB10 EB36 5G003 AA01 BA03 CA02 CA11 CB01 DA07 DA13 DA15 EA06 EA08 FA08 GB03 GB06  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazunari Nishii 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Pref. F-term (reference) in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. EB36 5G003 AA01 BA03 CA02 CA11 CB01 DA07 DA13 DA15 EA06 EA08 FA08 GB03 GB06

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バッテリーと、前記バッテリーの電力変換
を行うインバータと、前記インバータで付勢されるマグ
ネトロンと、前記バッテリーに外部電源から電力を充電
する充電部と、前記インバータと充電部の動作を制御す
る指令部と、前記指令部に外部から動作指示を与えるた
めの操作部と、バッテリーの動作状態を検知する動作状
態検知部とを備え、前記指令部は操作部からの信号に基
づいてインバータに動作を指令することにより、バッテ
リー電力の放電を開始させ、停止は操作部からの信号よ
りも、前記動作状態検知部からの信号を優先させて行う
構成とした高周波加熱装置。
A battery, an inverter for converting power of the battery, a magnetron energized by the inverter, a charging unit for charging the battery with power from an external power supply, and an operation of the inverter and the charging unit. A command unit for controlling, an operation unit for externally giving an operation instruction to the command unit, and an operation state detection unit for detecting an operation state of the battery, wherein the command unit is an inverter based on a signal from the operation unit. A high-frequency heating device configured to start the discharge of battery power by instructing the operation of the operation state, and to give priority to the signal from the operation state detection unit over the signal from the operation unit.
【請求項2】バッテリーの動作状態は前記バッテリーの
温度上昇で検知する構成とした請求項1記載の高周波加
熱装置。
2. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the operation state of the battery is detected by a rise in the temperature of the battery.
【請求項3】バッテリーの動作状態は前記バッテリーの
温度上昇の勾配で検知する構成とした請求項1記載の高
周波加熱装置。
3. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the operation state of the battery is detected by a gradient of a temperature rise of the battery.
【請求項4】バッテリーの動作状態は前記バッテリーの
温度上昇と雰囲気温度との差で検知する構成とした請求
項1記載の高周波加熱装置。
4. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the operation state of the battery is detected by a difference between a temperature rise of the battery and an ambient temperature.
【請求項5】バッテリーの動作状態は前記バッテリーの
放電中の電圧で検知する構成とした請求項1記載の高周
波加熱装置。
5. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the operating state of the battery is detected by a voltage during discharging of the battery.
【請求項6】指令部の動作状態を表示する表示部を備え
た請求項1ないし5のいずれか1項に記載の高周波加熱
装置。
6. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, further comprising a display unit for displaying an operation state of the command unit.
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CN104075353A (en) * 2014-06-30 2014-10-01 沈阳德邦仪器有限公司 Portable microwave oven taking fuel cell as power supply
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