JP2002075629A - 電子レンジ及びその制御方法 - Google Patents

電子レンジ及びその制御方法

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JP2002075629A JP2001201237A JP2001201237A JP2002075629A JP 2002075629 A JP2002075629 A JP 2002075629A JP 2001201237 A JP2001201237 A JP 2001201237A JP 2001201237 A JP2001201237 A JP 2001201237A JP 2002075629 A JP2002075629 A JP 2002075629A
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/02—Stoves or ranges heated by electric energy using microwaves
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/66—Circuits
    • H05B6/666—Safety circuits

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準制御信号の許容範囲を外れる制御信号が
回路に入力されることを前もって防止することにより、
回路及びシステムの安定化を図ること。 【解決手段】 常用交流電源を供給する電源と、前記常
用交流電源を整流及び平滑する整流及び平滑部と、前記
整流及び平滑部からの直流電源により高電圧を発生させ
る高圧変圧器と、前記高圧変圧器から高電圧が供給され
て電子波を発生させるマグネトロンと、を有する電子レ
ンジにおいて、制御信号を発生する制御信号発生部と；
前記整流及び平滑部からの直流電源を前記制御信号発生
部からの前記制御信号に基づいて高周波の交流電源に転
換するインバータ部と；前記インバータ部を経て変換さ
れた制御信号が、所定の範囲の内を外れる場合に、前記
変換された制御信号が前記マグネトロンに印加されるこ
とを遮断する制御部と；を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジ及びそ
の制御方法に係り、より詳細には、変換制御信号を制御
することにより、回路の安定化を図ることができる電子
レンジ及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電子レンジは鉄心形高圧変圧器
の１次側に常用交流電源（ＡＣ）を直接供給して２次高
電圧を得る。（このような）電子レンジの動作は、マグ
ネトロンに設けられた陰極のフィラメントを加熱し高電
圧を印加して、マグネトロンからの超短波（ＶＨＦ）エ
ネルギーが放射されることにより行われる。超短波エネ
ルギーは、一定の閉鎖空間で、水分や水分を含んだ対象
物（料理の材料等）と会えば熱エネルギーに変換され、
このような特性を利用することにより電子レンジの料理
が行われる。
【０００３】図６は従来の電子レンジの構成を示した概
略的な回路図である。この図面に示したように、従来の
電子レンジは、電源供給装置５１と、電源供給装置５１
を通じて供給された電源により高電圧を発生させる高圧
変圧器５３と、高圧変圧器５３からの高電圧により電子
波を発生させて電子レンジの調理室内の飲食物を加熱す
るマグネトロン５５と、電圧供給及び周波数供給等のオ
ン・オフを調節することができるリレー５７と、電源供
給装置５１から電源が供給された際に高圧変圧器５３、
マグネトロン５５及びリレー５７を制御する制御部５９
と、を有する。
【０００４】以上の構成により、電源供給装置５１から
電源が供給され、制御部５９の制御によりリレー５７が
オンされると、その次に、高圧変圧器５５の１次側に電
流が流れることにより、高圧変圧器５３の２次側に電圧
が発生される。この時に、高圧変圧器５３の２次側の捲
線には、マグネトロン５５のフィラメントの加熱のため
の数ボルトの電圧とマグネトロンの発振のための数千ボ
ルトの電圧が供給される。一方、マグネトロン５５の陰
極に直流を提供するために、整流及び平滑作用を行う整
流及び平滑手段が設けられている。
【０００５】ところが、このような従来の電子レンジに
おいて、鉄心形の高圧変圧器５３は、一般の高圧変圧器
で用いる珪素鋼板でコアを作るので、重さが重く、嵩が
大きくて製造コストがアップする。また、高圧変圧器５
３の高出力のためには高圧変圧器５３の２次側のコイル
の捲数を増やしなければならないので、高圧変圧器５３
のサイズがさらに大きくなるという問題がある。
【０００６】また、このような従来の電子レンジの出力
の調節において、低出力から高出力まで連続して制御す
るアナログ制御を行うことが不可能であるから、デュー
ティサイクル制御方法を用いる。デューティサイクル制
御方法は、電源供給装置５１からの最大定格出力をオン
時間とオフ時間の比で制御する方法、即ち、最大定格出
力のオン時間を短くしてオフ時間を長くすれば低出力に
なり、オン時間を長くしてオフ時間が短くすれば高出力
になる方法である。このようなデューティサイクル制御
方法を用いる場合においては、調理物に提供される温度
変異がとても大きいので、調理効率及び食物の味が落ち
ることもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高圧
変圧器の２次側からの高電圧をアナログ的に連続的に可
変生成することにより、出力調節を容易にすることがで
きる電子レンジに関する。
【０００８】また、本発明の他の目的は、高圧変圧器の
小形化及び軽量化を実現することができる電子レンジに
関する。
【０００９】
【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、常用交流電源を供給する電源と、前記常用
交流電源を整流及び平滑する整流及び平滑部と、前記整
流及び平滑部からの直流電源により高電圧を発生させる
高圧変圧器と、前記高圧変圧器から高電圧が供給されて
電子波を発生させるマグネトロンと、を有する電子レン
ジにおいて、制御信号を発生する制御信号発生部と；前
記整流及び平滑部からの直流電源を前記制御信号発生部
からの前記制御信号に基づいて高周波の交流電源に転換
するインバータ部と；前記インバータ部を経て変換され
た制御信号が、所定の範囲の内を外れる場合に、前記変
換された制御信号が前記マグネトロンに印加されること
を遮断する制御部と；を含むことを特徴とする電子レン
ジにより達成される。
【００１０】前記制御部は、前記制御信号発生部からの
前記制御信号が前記所定の範囲を外れる場合に、前記制
御信号が前記インバータ部に印加されることを遮断する
ことが好ましい。
【００１１】前記制御部は、前記制御信号発生部からの
前記制御信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部
と；前記Ｄ／Ａ変換部で変換された前記制御信号を検出
して、前記変換された制御信号が前記所定の範囲内にあ
るか否かを判断する検出部と；前記検出部を経た前記制
御信号の周波数を制御して出力する出力制御部と；前記
出力制御部で出力された前記制御信号を変えて前記イン
バータ部に入力する発振部と；を含むことが効果的であ
る。
【００１２】前記制御部は、前記制御信号に従って前記
発振部のオン・オフを制御し、前記発振部のソフトスタ
ートを制御するオン・オフ及びソフトスタート部をさら
に含むことが好ましい。
【００１３】前記制御部は、前記電源を通じて異常電源
が入力される場合に、前記オン・オフ及びソフトスター
ト部と、前記Ｄ／Ａ変換部と、にストップ信号を出力し
て、前記オン・オフ及びソフトスタート部と前記Ｄ／Ａ
変換部の動作をストップする低電圧オフ部をさらに含む
ことが好ましい。
【００１４】前記制御部は、前記制御信号発生部からの
前記制御信号を分岐して前記Ｄ／Ａ変換部と前記オン・
オフ及びソフトスタート部と、に入力することが好まし
く、前記検出部で検出された前記制御信号は前記出力制
御部の入力端に印加されることが望ましい。
【００１５】前記出力制御部は、前記外部抵抗値の変更
のために、電界効果トランジスタのドレーン・ソース間
の抵抗特性を用いることが効果的である。
【００１６】前記発振部は、前記直流電源をスイッチン
グして交流電源に変えるスイッチング部を有することが
好ましい。前記発振部は、外部抵抗とキャパシタが接続
されれば発振して前記スイッチング部のゲートパルスを
生ずることが効果的であり、前記発振部の発振周波数が
式Fo(Hz)=1/(1.4*(外部抵抗(Ω)＋75)*キャパシタ(Ｆ))
であることが好ましい。外部抵抗は、例えば５Ωであ
る。
【００１７】前記オン・オフ及びソフトスタート部はス
タートが滑らかに行われるように、電界効果トランジス
タのドレーン・ソース間の抵抗の特性を用いることが好
ましい。
【００１８】前記低電圧オフ部は、トランジスタがフォ
トカップラと直列に接続されて論理積（ＡＮＤ）の形態
で構成されることが効果的である。
【００１９】前記高圧変圧器は、高周波の損失が小さい
フェライトコアで構成されることが好ましい。
【００２０】一方、本発明の他の分野によって、前記し
た目的は、常用交流電源を供給する電源と、前記常用交
流電源を整流及び平滑する整流及び平滑部と、前記整流
及び平滑部から直流の電源高周波の交流電源に変換する
インバータ部と、前記インバータ部からの交流電源によ
り高電圧を発生させる高圧変圧器と、前記高圧変圧器か
ら高電圧が供給されて電子波を発生させるマグネトロン
と、を有する電子レンジの制御方法において、制御信号
を発生する段階と；前記整流及び平滑部からの直流電源
を高周波の交流電源に転換するように前記制御信号を前
記インバータ部に印加する段階と；前記インバータ部を
経て変換された前記制御信号が所定の範囲の内にあるか
否かを検出する段階と；前記変換された制御信号が前記
所定の範囲を外れる場合に、前記変換された制御信号が
前記マグネトロンに印加されることを遮断する段階と；
を含むことを特徴とする電子レンジの制御方法によって
も達成される。
【００２１】ここで、前記インバータ部に印加する制御
信号が前記所定の所定の範囲内にあるか否かを判断する
段階と；前記制御信号が所定の範囲を外れる場合に、前
記制御信号が前記インバータ部に印加されることを遮断
する段階；をさらに含むことが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の実施例を詳しく説明する。
【００２３】図１は本発明の第１実施例による電子レン
ジの制御ブロック図であり、図２は図１の制御ブロック
図の詳細回路図である。これら図面に示したように、本
発明による電子レンジは、常用交流電源を供給する電源
７と、電源７から供給された電源を整流及び平滑する整
流及び平滑部８と、供給された常用交流電源により高電
圧を発生する高圧変圧器２４と、高圧変圧器２４で発生
された高電圧により電子波を発生するマグネトロン２５
と、を有する。
【００２４】ここで、常用交流電源７は、電子レンジに
電源を供給する電源であり、整流及び平滑部８にはリア
クトール（図示せず）と平滑キャパシタが連結されて、
インバータから生ずる騒音が外部に放出されることを防
ぐ。また、整流及び平滑部８と連結されている抵抗１９
と平滑キャパシタ２０は、整流素子８で整流された約３
１０Ｖの高直流電圧を約１５Ｖの電圧に低めて、半導体
の駆動電源として用いられる。
【００２５】また、本発明による電子レンジは、制御信
号を入力する制御信号発生部２６と、高圧変圧器２４の
１次側のコイルと連結されて整流及び平滑部８から整流
及び平滑された直流電源は制御信号発生部２６で入力さ
れた制御信号に基づいて高周波の交流電源に転換するイ
ンバータ部３０と、を有する。インバータ部３０には高
圧変圧器２４の１次側のコイルと直列に接続されて共振
作用を行う共振部６が設けられている。
【００２６】電子レンジには、インバータ部３０の共振
部を経て変換された制御信号が所定の制御信号の許容範
囲を外れる場合に、変換された制御信号がマグネトロン
２５に印加されることを遮断する制御部４０が設けられ
ている。
【００２７】また、制御部４０は制御信号発生部２６か
らの制御信号を受けてその制御信号が所定の範囲内にあ
るか否かを判断し、制御信号が所定の範囲を外れると判
断されれば、制御信号がインバータ部３０に印加される
ことを遮断する。
【００２８】一方、制御部４０には、制御信号発生部２
６からの制御信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換
部２と、Ｄ／Ａ変換部２で変換された制御信号を検出し
てその制御信号が所定の範囲内にあるか否かを判断する
検出部５と、検出部５で検出された制御信号を制御して
出力する出力制御部４と、出力制御部４から出力された
基準制御信号の周波数を変えてインバータ部３０に印加
する発振部２１と、が設けられている。発振部２１は直
流の電源をスイッチングして交流電源に変えるスイッチ
ング部２７を有し、このスイッチング部２７には一対の
スイッチング電力素子２２、２３が設けられている。
【００２９】また、制御部４０は、制御信号発生部２６
からの制御信号に基づいて発振部２１のオン・オフ及び
ソフトスタートを制御するオン・オフ及びソフトスター
ト部３と、電源７を通じて入力された常用交流電源が異
常電源だと判断されれば、オン・オフ及びソフトスター
ト部３とＤ／Ａ変換部２にストップ信号を出力する低電
圧オフ部１をさらに有する。制御部４０は、制御信号発
生部２６からの制御信号を分岐してＤ／Ａ変換部２とオ
ン・オフ及びソフトスタート部３に夫々入力させる。
【００３０】以下、Ｄ／Ａ変換部２に入力された制御信
号の流れに対して説明する。
【００３１】Ｄ／Ａ変換部２に入力された制御信号はア
ナログ信号に変換されて検出部５に印加され、検出部５
に印加された制御信号が所定の範囲内にあると判断され
れば、出力制御部４の入力端に制御信号を印加する。出
力制御部４に印加された制御信号は発振部２１の入力端
に印加され、発振部２１で周波数が変わってインバータ
３０に入力されて高周波の交流電源に変換されて高圧変
圧器２４の１次側及び２次側のコイルを通じてマグネト
ロン２５に提供されることにより、電子波を発生させ
る。
【００３２】制御部４０は、インバータ部３０を経なが
ら変換された制御信号が所定の範囲内にあるか否かを再
判断する。制御部４０は、変換された制御信号が所定の
範囲を外れる場合に、制御信号がマグネトロン２５に印
加されることを遮断する。制御信号が所定の範囲内にあ
ると判断されれば、制御信号は出力制御部４及びインバ
ータ部３０を経て、マグネトロン２５の作動のために印
加される。
【００３３】一方、前述した通り、制御部４０は、Ｄ／
Ａ変換部に印加された制御信号が所定の範囲を外れる場
合においては、出力制御部４の入力端側に制御信号が印
加されることを遮断することができることにより、回路
の安定化を図ることができる。
【００３４】本発明に適用した高圧変圧器２４は、半導
体の発振による高周波数（約２０Khz）で駆動されるの
で、高周波の損失がとても小さいフェライトコアを用
い、２次側のコイルの捲数を増やさなくても構わない。
フェライトコアを用いる高圧変圧器２４は、従来の鉄心
形の高圧変圧器と比べて、嵩及び重さが相対的に小さ
い。
【００３５】以下では、制御部４０を構成するＤ／Ａ変
換部２、オン・オフ及びソフトスタート部３、発振部２
１、出力制御部４等の夫々の構成要素に対して、図２を
参照しながら詳しく説明する。
【００３６】本発明において、電子レンジに初めて電源
が入力される場合、または、電子レンジが使用待機中で
ある場合には、信号発生部２６から、信号発生部２６と
連結されたフォトカップラ１８の入力端に、信号が入力
されないので、インバータ部３０はストップしている。
インバータ部３０が停止していると言うのは、インバー
タ部３０の発振がストップしていることを意味する。イ
ンバータ部３０が発振するためには、信号発生部２６か
らフォトカップラ１８の入力端ＰＩを通じて連続的なＰ
ＷＭ波形を印加しなければならない。
【００３７】フォトカップラ１８に印加されるＰＷＭ波
形は、インバーター部３０をオン（発振開始）させる作
用と、ＰＷＭ波形のパルス幅の変化によって発振部２１
の発振周波数を変える作用、即ち、インバータ部３０の
出力を調節する作用をする。
【００３８】ＰＷＭ波形がオン・オフ及びソフトスター
ト部３に印加されない時に、オン・オフ及びソフトスタ
ート部３を構成するトランジスタ３０６は、抵抗３０２
と、キャパシタ３０３によりベース（ＢＡＳＥ）バイア
ス（ＢＩＡＳ）が掛かってターンオンの状態になる。
トランジスタ３０６がターンオンの状態になると、電界
効果トランジスタ３１０のゲート（ＧＡＴＥ）の電位は
最低になり、電界効果トランジスタ３１０のドレーン・
ソース間の抵抗は無限大になる。即ち、電界効果トラン
ジスタ３１０のドレーン・ソース間の抵抗が無限大にな
れば、キャパシタ３１１が発振部２１から分離されたこ
とと同一の結果になって発振部２１の発振がストップし
た状態、即ち、インバータ部３０がオフ状態を維持す
る。
【００３９】一方、フォトカップラ１８を通じてオン・
オフ及びソフトスタート部３にＰＷＭ波形が印加される
と、方向ダイオード（Orinetation Diode）３０１を通
じてトランジスタ３０６のベースバイアスが抜け出し
て、トランジスタ３０６がオフ状態になる。ジーナーダ
イオード３０４はトランジスタ３０６のベースに残留し
たバイアスを遮断してトランジスタ３０６がオフ状態に
なるようにする。トランジスタ３０６がオフになると、
抵抗３０５とゲート抵抗３０７を通じてVCC電圧がゆっ
くり平滑キャパシタ３０８に充電される。これにより、
電界効果トランジスタ３１０のドレーン・ソース間の抵
抗がゆっくり減少され、発振キャパシタ３１１と発振部
２１が結合されたことと同一な結果になって、発振が始
まる。
【００４０】また、フォトカップラ１８の入力端にＰＷ
Ｍ波形が印加されれば、Ｄ／Ａ変換部２のアナログ電圧
値Ｐ２は、ＰＷＭ波形のハイ（ＨＩＧＨ）値とロー（Ｌ
ＯＷ）値との周期比の関係によって決まる。電圧値Ｐ２
が低まる場合には、電界効果トランジスタ４０２のドレ
ーン・ソース間の抵抗値が高まって、発振周波数が低ま
り、インバータの出力は高まる。抵抗２０１は電界効果
トランジスタ４０２のゲートバイアスの電圧用であり、
抵抗２０３、２０５とキャパシタ２０４はπ形フィルタ
として、ディジタルに変換されたＰＷＭ波形をアナログ
に変換してゲート抵抗４０１を通じて電界効果トランジ
スタ３１０に加える。
【００４１】以上のように、電界効果トランジスタ３１
０のドレーン・ソース間の抵抗によって、発振部２１と
発振キャパシタ３１１との結合及び分離が行われる。ド
レーン・ソース間の抵抗が高ければ、キャパシタ３１１
の容量が小さいことと同一状態になるので、発振周波数
が高くなる。これに対して、ドレーン・ソース間の抵抗
が無視できるくらいに低い場合には、キャパシタ３１１
が有する全ての容量に対して発振が行われる。
【００４２】発振周波数が高ければ、インバータ部３０
の出力は減る。従って、インバータ部３０が発振を始め
る時には、できるだけ高周波数で始め、出力が最小にな
った後、ゆっくりに周波数を低めて所望する出力状態に
なるようにすれば、各種の電力素子に無理がかからな
い。このような、発振周波数とインバータ部３０の特性
を考慮したことをソフトスタートという。本発明では、
電界効果トランジスタ３１０のドレーン・ソース間の抵
抗特性を用いることにより、滑らかなスタートを実現す
る。
【００４３】以下、本発明の出力調節部分について具体
的に説明する。
【００４４】発振部２１は、構造的に外部抵抗ＲＴとキ
ャパシタＣＴが接続すれば、自ずから発振してスイッチ
ング素子２２、２３のゲートパルスを作り出す。
【００４５】発振部２１の発振周波数は、式 Fo=1/(1.4
*(RT+75)*CT)であり、外部抵抗ＲＴ＝抵抗４０４/｛抵
抗４０３＋ドレーン・ソース間の抵抗４０２｝であり、
キャパシタＣＴ＝キャパシタ３１１である。
【００４６】発振周波数を変えるためには、外部抵抗Ｒ
Ｔ値を変えることにより可能であり、本発明によるイン
バータ部においては、外部抵抗値を変えるために電界効
果トランジスタ４０２のドレーン・ソース間の抵抗の特
性を用いる。
【００４７】発振周波数を変更することは、インバータ
部３０の出力を制御する目的以外にも、力率（ＰＯＷＥ
Ｒ ＦＡＣＴＯＲ）を改善しようとする目的を有してい
る。力率の改善に対して考慮をしなかったインバータ部
３０からの出力において、高圧変圧器２４の２次側から
の高電圧は電源を通じて供給された供給電圧に比例して
その大きさが定まる。供給電圧は常用交流電源を整流し
た波形であるので、２次側からの高電圧も整流した波形
のような波形になる。従って、マグネトロン２５は２次
側からの高電圧の上点（Top Point）（常用交流信号の
９０°と２７０°）の付近だけで作動する。また、それ
以外のゼロクロッシング（常用交流電源の０°と１８０
°）の付近では２次側からの高電圧が低いので動作がス
トップする。
【００４８】これは電気エネルギーの効率をとても悪化
させるだけでなく、マグネトロンの発振管の寿命にも深
刻な支障を招来する。従って、マグネトロンの発振管の
動作は、常用交流電源の波形の全ての区間に亙って生じ
得る抵抗と類似した負荷特性を有するようにすることが
一番理想的である。
【００４９】図３は図２による各部分の電位及び波形を
示したグラフである。この図面に示したように、力率を
改善した動作というのは、マグネトロン２５が交流信号
の全ての区間亙って均等な負荷特性を有することであ
る。交流信号の全区間に亙って均等な負荷特性を有する
ようにすることは、純粋な抵抗負荷だけの場合には可能
であるが、マグネトロン２５のような非線型の負荷構造
では容易ではない。従って、マグネトロン２５が均等な
負荷特性を有するように動作させるためには、人為的に
動作電圧を逆補正しなければならない。
【００５０】動作電圧を逆補正することは、マグネトロ
ン２５の効率が最も高い位相である９０°と２７０°の
付近ではマグネトロン２５に印加される高電圧を低め、
効率が低い位相である０°と１８０°の付近では高電圧
を高めることである。以上のように、マグネトロン２５
に印加する高電圧を、負荷特性と正反対の大きさで補正
して供給することにより、結果的には、純粋な抵抗負荷
に近い電流消費が行われる。
【００５１】ダイオード１１、１２は、力率改善と低電
圧オフ部１の動作に必要な交流信号波形を得るための全
波整流の回路素子であり、ここで得た波形信号は減衰抵
抗１３、１４により低電圧に変わってキャパシタ１７を
通じて出力制御部４のゲートに伝達される。キャパシタ
１７は出力制御部４のゲートバイアス電圧Ｐ４をそのま
まにして交流信号だけを伝達することにより、電界効果
トランジスタ４０２が常に活動領域にあるようにする。
【００５２】位相角が９０°と２７０°である時に、ゲ
ートバイアス電圧Ｐ４の大きさは、基本バイアス電圧Ｐ
２値にサイン波が重畳されて印加され、これによって、
電界効果トランジスタ４０２のドレーン・ソース間の抵
抗値が変化してインバータ部３０の出力が可変される。
即ち、位相が９０°と２７０°である時には、電界効果
トランジスタ４０２のドレーン・ソース間の抵抗が最小
になって発振装置２１の発振周波数は最高になり、イン
バータの出力は低まる。
【００５３】図４は力率を改善するためのソース信号に
直流を重畳した波形を示したグラフである。本発明にお
いては、力率を改善するための基本ソースを常用交流電
源から得ており、力率を改善するための動作は電界効果
トランジスタのドレーン・ソース間の抵抗の変化を利用
している。
【００５４】低電圧オフ部１は、電源線路の異常又は落
雷等によって交流入力電圧が極めて低まる場合、インバ
ータ部３０の動作をストップさせて各種の電力素子を保
護するための目的として用いられる。減衰抵抗１５、１
６により低電圧に変わった交流信号は低電圧オフ部１の
ダイオード１０１を通じて平滑キャパシタ１０３に充電
される。平滑キャパシタ１０３に充電された交流信号は
ジーナーダイオード１０２の設定値以下になれば、トラ
ンジスタ１０４をオフしてフォトカップラ１８に供給さ
れるＰＷＭ波形を無効化させて、インバータ部３０の発
振をストップさせる。フォトカップラ１８と低電圧オフ
部１のトランジスタ１０４は直列に接続され、これら二
つの素子は相互論理積（ＡＮＤ）の形態でなっているの
で、いずれか一つがオフになれば、結果はオフになる。
【００５５】検出部５は共振部６で生じた共振電圧値が
一定値以上になると、分圧抵抗６０１、５０５を通じて
トランジスタ５０４のベースに印加する。トランジスタ
５０４に印加された共振電圧はエミッタ抵抗５０３と充
電キャパシタ５０２に充電された後、ダイオード５０１
を通じて出力制御部４の入力端に印加される。共振部６
の共振電圧が非定常的に上昇する理由は、電源線を通し
て入るサージ騒音に影響を受けるためである。
【００５６】このようなサージ騒音に対する保護策とし
て、本発明においては、異常共振電圧をエミッタ−フォ
ロワ（Ｅｍｉｔｔｅｒ−Ｆｏｌｌｏｗｅｒ）方式のトラ
ンジスタを通じて変換して、出力制御部４の入力端にフ
ィードバックさせることによって、閉ループ動作が行わ
れるようにしている。
【００５７】図５は検出部の動作の特性を示したグラフ
である。図面に示したように、インバータ部３０の動作
が始まる前に、即ち、インバータ部３０の動作停止中に
共振部６の中点電圧Ｐ６がＶ／２である時に、最適なソ
フトスタートを実現する。Ｖはリアクトール９を通じて
スイッチング電力素子２２のコレクタと共振キャパシタ
６０２に印加される直流電圧を意味し、常用交流電源が
２２０Ｖであれば、Ｖは約３１０Ｖであるから、Ｖ／２
は約１５５Ｖになる。
【００５８】Ｐ６電圧をＶ／２水準に合わせるために
は、プルアップ（Ｐｕｌｌ−Ｕｐ）抵抗６０２の値が、
抵抗６０１の値と抵抗５０５の値を足した値と一致する
ようにしなければならない。ところが、抵抗５０５は抵
抗６０１に比べてとても小さい値を有して無視されるの
で、抵抗６０１と同一の値を取ることによって、共振装
置６の中点Ｐ６にＶ／２水準の直流バイアスが掛かるよ
うにする。
【００５９】本発明による電子レンジ用インバータ部の
一番の特性は、半導体の発振によって、高電圧を生成す
ることであり、半導体の発振による高電圧の大きさは、
発振周波数を可変させることにより、自由に高めたり低
めたりすることができる。発振周波数を低めれば、共振
電流が増えて２次側からの高電圧が上昇し、これに対し
て、発振周波数を高めれば、２次側からの高電圧は低ま
る。
【００６０】電子レンジの出力、即ち、マグネトロンか
らの出力は高圧変圧器の２次側からの高電圧の大きさに
比例するので、２次側からの高電圧を制御することが電
子レンジの出力を制御することである。
【００６１】また、本発明による電子レンジでは、基準
制御信号の許容範囲外の変換制御信号が回路に入力され
ることを前もって防止することにより、回路及びシステ
ムの安定化をさらに向上させることができる。また、許
容範囲外の基準制御信号が出力制御部に入力されること
も前もって防止することができる。
【００６２】
【発明の効果】前述したように、本発明によると、制御
信号をフィードバックして提供することにより、精密制
御及び出力調節をすることができる。従って、制御信号
の異常状態を検出して回路を保護し、システムの安定化
を図ることができる電子レンジが提供される。
【００６３】本発明は高圧変圧器の小形化及び軽量化に
より、取り扱いやすく、従来の鉄心形高圧変圧器よりも
小資源で高出力を実現することができるので、相対的に
コストダウンの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電子レンジの概略的な制御ブロ
ック図である。
【図２】 図１の制御ブロック図の詳細回路図である。
【図３】 図２に示した各部分の電位及び波形を示した
グラフである。
【図４】 力率を改善するためのソース信号に直流を重
畳した波形を示したグラフである。
【図５】 検出部の動作の特性を示したグラフである。
【図６】 従来の発明による電子レンジの概略的な制御
ブロック図である。
【符号の説明】
１ 低電圧オフ部 ２ Ｄ／Ａ変換部 ３ オン・オフ及びソフトスタート部 ４ 出力制御部 ５ 検出部 ６ 共振部 ７ 電源 ８ 整流及び平滑部 ２１ 発振部 ２４ 高圧変圧器 ２５ マグネトロン ２６ 信号発生部 ２７ スイッチング部 ３０ インバータ部 ４０ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 性浩 大韓民国京畿道水原市勸善區勸善洞1238番 地三千里エーピーティ105−705号 (72)発明者 金 泰壽 大韓民国ソウル特別市瑞草區方背３洞（番 地なし）新東亞エーピーティ２−1310号 Ｆターム(参考） 3K086 AA04 AA05 AA06 AA07 BA08 CC02 CD11 DA11 DA15 DB03 DB11 DB13 DB30 EA12 5H730 AA14 AA18 AA20 AS04 AS12 AS14 BB26 BB57 BB74 CC04 DD02 FD21 FF09 FG05 XC04 XX12 XX13 XX24 XX32 XX33 XX43

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 常用交流電源を供給する電源と、前記常
    用交流電源を整流及び平滑する整流及び平滑部と、前記
    整流及び平滑部からの直流電源により高電圧を発生させ
    る高圧変圧器と、前記高圧変圧器から高電圧が供給され
    て電子波を発生させるマグネトロンと、を有する電子レ
    ンジにおいて、 制御信号を発生する制御信号発生部と；前記整流及び平
    滑部からの直流電源を前記制御信号発生部からの前記制
    御信号に基づいて高周波の交流電源に転換するインバー
    タ部と；前記インバータ部を経て変換された制御信号
    が、所定の範囲を外れる場合に、前記変換された制御信
    号が前記マグネトロンに印加されることを遮断する制御
    部と；を含むことを特徴とする電子レンジ。
  2. 【請求項２】 前記制御部は、 前記制御信号発生部からの前記制御信号が前記所定の範
    囲を外れる場合に、前記制御信号が前記インバータ部に
    印加されることを遮断することを特徴とする請求項１に
    記載の電子レンジ。
  3. 【請求項３】 前記制御部は、 前記制御信号発生部からの前記制御信号をアナログ信号
    に変換するＤ／Ａ変換部と；前記Ｄ／Ａ変換部で変換さ
    れた前記制御信号を検出して、前記変換された制御信号
    が前記所定の範囲内にあるか否かを判断する検出部と；
    前記検出部を経た前記制御信号の周波数を制御して出力
    する出力制御部と；前記出力制御部で出力された前記制
    御信号の周波数を変えて前記インバータ部に入力する発
    振部と；を含むことを特徴とする請求項２に記載の電子
    レンジ。
  4. 【請求項４】 前記制御部は、前記制御信号に従って前
    記発振部のオン・オフを制御しかつ前記発振部のソフト
    スタートを制御するオン・オフ及びソフトスタート部を
    さらに含むことを特徴とする請求項３に記載の電子レン
    ジ。
  5. 【請求項５】 前記制御部は、前記電源を通じて異常電
    源が入力される場合に、前記オン・オフ及びソフトスタ
    ート部と、前記Ｄ／Ａ変換部と、にストップ信号を出力
    して前記オン・オフ及びソフトスタート部と前記Ｄ／Ａ
    変換部の動作をストップする低電圧オフ部をさらに含む
    ことを特徴とする請求項４に記載の電子レンジ。
  6. 【請求項６】 前記制御部は、前記制御信号発生部から
    の前記制御信号を分岐して前記Ｄ／Ａ変換部と前記オン
    ・オフ及びソフトスタート部と、に入力することを特徴
    とする請求項４又は請求項５に記載の電子レンジ。
  7. 【請求項７】 前記検出部で検出された前記制御信号は
    前記出力制御部の入力端に印加されることを特徴とする
    請求項３に記載の電子レンジ。
  8. 【請求項８】 前記出力制御部は、前記外部抵抗値の変
    更のために、電界効果トランジスタのドレーン・ソース
    間の抵抗特性を用いることを特徴とする請求項７に記載
    の電子レンジ。
  9. 【請求項９】 前記発振部は、前記直流電源をスイッチ
    ングして交流電源に変えるスイッチング部を有すること
    を特徴とする請求項３に記載の電子レンジ。
  10. 【請求項１０】 前記発振部は、外部抵抗とキャパシタ
    が接続されれば発振して前記スイッチング部のゲートパ
    ルスを生ずることを特徴とする請求項９に記載の電子レ
    ンジ。
  11. 【請求項１１】 前記発振部の発振周波数が式Fo=1/(1.
    4*(外部抵抗＋75)*キャパシタ)であることを特徴とする
    請求項１０に記載の電子レンジ。
  12. 【請求項１２】 前記オン・オフ及びソフトスタート部
    はスタートが滑らかに行われるように、電界効果トラン
    ジスタのドレーン・ソース間の抵抗の特性を用いること
    を特徴とする請求項４に記載の電子レンジ。
  13. 【請求項１３】 前記低電圧オフ部は、トランジスタが
    フォトカップラと直列に接続されて論理積（ＡＮＤ）の
    形態で構成されることを特徴とする請求項５に記載の電
    子レンジ。
  14. 【請求項１４】 前記高圧変圧器は、高周波の損失が小
    さいフェライトコアで構成されることを特徴とする請求
    項１に記載の電子レンジ。
  15. 【請求項１５】 常用交流電源を供給する電源と、前記
    常用交流電源を整流及び平滑する整流及び平滑部と、前
    記整流及び平滑部から直流の電源高周波の交流電源に変
    換するインバータ部と、前記インバータ部からの交流電
    源により高電圧を発生させる高圧変圧器と、前記高圧変
    圧器から高電圧が供給されて電子波を発生させるマグネ
    トロンと、を有する電子レンジの制御方法において、 制御信号を発生する段階と；前記整流及び平滑部からの
    直流電源を高周波の交流電源に転換するように前記制御
    信号を前記インバータ部に印加する段階と；前記インバ
    ータ部を経て変換された前記制御信号が所定の範囲内に
    あるか否かを検出する段階と；前記変換された制御信号
    が前記所定の範囲を外れる場合に、前記変換された制御
    信号が前記マグネトロンに印加されることを遮断する段
    階と；を含むことを特徴とする電子レンジの制御方法。
  16. 【請求項１６】 前記インバータ部に印加する制御信号
    が前記所定の範囲内にあるか否かを判断する段階と；前
    記制御信号が所定の範囲を外れる場合に、前記制御信号
    が前記インバータ部に印加されることを遮断する段階；
    をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の電子
    レンジの制御方法。
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