JP2002075631A - 高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱装置Info
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- JP2002075631A JP2002075631A JP2000253637A JP2000253637A JP2002075631A JP 2002075631 A JP2002075631 A JP 2002075631A JP 2000253637 A JP2000253637 A JP 2000253637A JP 2000253637 A JP2000253637 A JP 2000253637A JP 2002075631 A JP2002075631 A JP 2002075631A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 マグネトロンで管内放電現象が発生した時
に、高圧トランスの２次電圧及び１次電圧の変化を小さ
く抑え、半導体スイッチング素子の過電圧破壊を防ぎ、
信頼性・安全性の高い高周波加熱装置を得ること。 【解決手段】 インバータ回路３と、高周波電力を変換
させる高圧トランス４と、マグネトロンに出力する倍電
圧整流回路５と、マグネトロンの電流検知手段８と、検
出電流が一定となるようにインバータ回路の制御手段９
とを備え、倍電圧整流回路５はマグネトロン１のカソー
ドとアノード間にダイオード５ａ、５ｂを配した直列回
路を接続し、直列回路と並列のコンデンサ５ｃ，５ｄと
コンデンサの間の抵抗５ｅ及びインダクタンス５ｆの並
列回路を直列回路に接続し並列回路にマグネトロンで管
内放電現象が発生した時、該インダクタンスに生じる電
圧より低い電圧で放電するスパークギャップ５ｇを並列
接続したもの。
に、高圧トランスの２次電圧及び１次電圧の変化を小さ
く抑え、半導体スイッチング素子の過電圧破壊を防ぎ、
信頼性・安全性の高い高周波加熱装置を得ること。 【解決手段】 インバータ回路３と、高周波電力を変換
させる高圧トランス４と、マグネトロンに出力する倍電
圧整流回路５と、マグネトロンの電流検知手段８と、検
出電流が一定となるようにインバータ回路の制御手段９
とを備え、倍電圧整流回路５はマグネトロン１のカソー
ドとアノード間にダイオード５ａ、５ｂを配した直列回
路を接続し、直列回路と並列のコンデンサ５ｃ，５ｄと
コンデンサの間の抵抗５ｅ及びインダクタンス５ｆの並
列回路を直列回路に接続し並列回路にマグネトロンで管
内放電現象が発生した時、該インダクタンスに生じる電
圧より低い電圧で放電するスパークギャップ５ｇを並列
接続したもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭において
食品等を加熱する高周波加熱装置に関するものである。
食品等を加熱する高周波加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の高周波加熱装置の回路構成
を示す回路図、図４は同高周波加熱装置におけるマグネ
トロンが正常に発振している時のＩＧＢＴのコレクタ・
エミッタ間電圧と高圧トランスの２次電圧及びインダク
タンスにかかる電圧の関係を示す波形図、図５は同高周
波加熱装置におけるマグネトロンの管内放電発生時のＩ
ＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧と高圧トランスの２
次電圧及びインダクタンスにかかる電圧の関係を示す波
形図である。
を示す回路図、図４は同高周波加熱装置におけるマグネ
トロンが正常に発振している時のＩＧＢＴのコレクタ・
エミッタ間電圧と高圧トランスの２次電圧及びインダク
タンスにかかる電圧の関係を示す波形図、図５は同高周
波加熱装置におけるマグネトロンの管内放電発生時のＩ
ＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧と高圧トランスの２
次電圧及びインダクタンスにかかる電圧の関係を示す波
形図である。
【０００３】図３において、１はマイクロ波を発生する
マグネトロンで、１ａはアノード、１ｂはカソードであ
る。２は商用電源を全波整流して直流に変換する整流回
路、３は整流回路２の出力を高周波で断続して高周波電
力に変換するインバータ回路で、スイッチング素子であ
るＩＧＢＴ３ａ、平滑コンデンサ３ｂ、共振コンデンサ
３ｃで構成される。４は高圧トランスで、インバータ回
路３の高周波電力を高圧と低圧に変換して、低電圧を３
次巻線４ｃにマグネトロン１のヒータ用として出力し、
高電圧を２次巻線４ｂに出力する。５は高圧トランス４
の高電圧出力を全波倍電圧整流しマグネトロン１へ出力
する全波倍電圧整流回路であり、ダイオード５ａ，５ｂ
とコンデンサ５ｃ，５ｄと抵抗５ｅとインダクタンス５
ｆとで構成される。
マグネトロンで、１ａはアノード、１ｂはカソードであ
る。２は商用電源を全波整流して直流に変換する整流回
路、３は整流回路２の出力を高周波で断続して高周波電
力に変換するインバータ回路で、スイッチング素子であ
るＩＧＢＴ３ａ、平滑コンデンサ３ｂ、共振コンデンサ
３ｃで構成される。４は高圧トランスで、インバータ回
路３の高周波電力を高圧と低圧に変換して、低電圧を３
次巻線４ｃにマグネトロン１のヒータ用として出力し、
高電圧を２次巻線４ｂに出力する。５は高圧トランス４
の高電圧出力を全波倍電圧整流しマグネトロン１へ出力
する全波倍電圧整流回路であり、ダイオード５ａ，５ｂ
とコンデンサ５ｃ，５ｄと抵抗５ｅとインダクタンス５
ｆとで構成される。
【０００４】具体的には、直列に接線されたダイオード
５ａ，５ｂの接続点に高圧トランス４の２次巻線４ｂの
高圧側を接続し、さらに直列接続されたコンデンサ５
ｃ、抵抗５ｅ、コンデンサ５ｄのうち、抵抗５ｅとコン
デンサ５ｃの接続点に高圧トランス４の２次巻線４ｂの
低圧側を接続している。また、抵抗５ｅにはインダクタ
ンス５ｆが並列接続されている。また、コンデンサ５ｃ
とダイオード５ａのカソードとの接続点は、マグネトロ
ン１のアノード１ａに接続され、コンデンサ５ｄとダイ
オード５ｂのアノードとの接続点はマグネトロン１のカ
ソード１ｂに接続されて、マグネトロン１のアノード・
カソード間に直流高電圧を印加する。
５ａ，５ｂの接続点に高圧トランス４の２次巻線４ｂの
高圧側を接続し、さらに直列接続されたコンデンサ５
ｃ、抵抗５ｅ、コンデンサ５ｄのうち、抵抗５ｅとコン
デンサ５ｃの接続点に高圧トランス４の２次巻線４ｂの
低圧側を接続している。また、抵抗５ｅにはインダクタ
ンス５ｆが並列接続されている。また、コンデンサ５ｃ
とダイオード５ａのカソードとの接続点は、マグネトロ
ン１のアノード１ａに接続され、コンデンサ５ｄとダイ
オード５ｂのアノードとの接続点はマグネトロン１のカ
ソード１ｂに接続されて、マグネトロン１のアノード・
カソード間に直流高電圧を印加する。
【０００５】６は高圧トランス４の高圧出力電流を検出
するカレントトランスであり、全波倍電圧整流回路５の
コンデンサ５ｃに流れる充放電電流を検出すべくコンデ
ンサ５ｃとダイオード５ａのカソードとの間に挿入され
ている。７はこのカレントトランス６が検出した出力を
整流及び平滑して出力する整流平滑回路、８はカレント
トランス６と整流平滑回路７とからなる電流検知手段、
９は操作手段１０の入力信号を受けて、インバータ回路
３を起動し、電流検知手段８からの入力が一定となるよ
うにインバータ回路３の出力を制御する制御手段であ
る。
するカレントトランスであり、全波倍電圧整流回路５の
コンデンサ５ｃに流れる充放電電流を検出すべくコンデ
ンサ５ｃとダイオード５ａのカソードとの間に挿入され
ている。７はこのカレントトランス６が検出した出力を
整流及び平滑して出力する整流平滑回路、８はカレント
トランス６と整流平滑回路７とからなる電流検知手段、
９は操作手段１０の入力信号を受けて、インバータ回路
３を起動し、電流検知手段８からの入力が一定となるよ
うにインバータ回路３の出力を制御する制御手段であ
る。
【０００６】次に、マグネトロン１が正常に発振してい
る時の動作について、図３、図４を用いて説明する。マ
グネトロン１が正常に発振している時、ＩＧＢＴ３ａは
制御手段９からの制御信号を受けて、例えば約３０ＫＨ
ｚの周波数、即ち約３３μsec の周期でオン・オフ動作
を繰り返しており、コレクタ・エミッタ間の電圧ＶCEの
ピークは図４に示すように約６００Ｖで動作している。
このＩＧＢＴ３ａのオン・オフ動作により、図４に示す
ように高圧トランス４の２次巻線４ｂにＩＧＢＴ３ａが
オフしている時には＋２ＫＶから３ＫＶの電圧を生じさ
せ、高電出力の正の半周期を、ＩＧＢＴ３ａがオンして
いる時には−２ＫＶから３ＫＶの電圧を生じさせ、高電
出力の負の半周期を作り出している。
る時の動作について、図３、図４を用いて説明する。マ
グネトロン１が正常に発振している時、ＩＧＢＴ３ａは
制御手段９からの制御信号を受けて、例えば約３０ＫＨ
ｚの周波数、即ち約３３μsec の周期でオン・オフ動作
を繰り返しており、コレクタ・エミッタ間の電圧ＶCEの
ピークは図４に示すように約６００Ｖで動作している。
このＩＧＢＴ３ａのオン・オフ動作により、図４に示す
ように高圧トランス４の２次巻線４ｂにＩＧＢＴ３ａが
オフしている時には＋２ＫＶから３ＫＶの電圧を生じさ
せ、高電出力の正の半周期を、ＩＧＢＴ３ａがオンして
いる時には−２ＫＶから３ＫＶの電圧を生じさせ、高電
出力の負の半周期を作り出している。
【０００７】そして、全波倍電圧整流回路５において、
高圧トランス４の高電圧出力の正の半周期、即ちＩＧＢ
Ｔ３ａがオフしている時には、高圧トランス４の２次巻
線４ｂからダイオード５ａ、カレントトランス６及びコ
ンデンサ５ｃの経路で電流が流れてコンデンサ５ｃを充
電すると共に、高圧トランス４の２次巻線４ｂからダイ
オード５ａ、マグネトロン１、コンデンサ５ｄ及び抵抗
５ｅ並びにインダクタンス５ｆの経路で電流を流してコ
ンデンサ５ｄを放電させる。一方、高圧トランス４の高
電圧出力の負の半周期、即ちＩＧＢＴ３ａがオンしてい
る時には、高圧トランス４の２次巻線４ｂから抵抗５ｅ
並びにインダクタンス５ｆ、コンデンサ５ｄ、ダイオー
ド５ｂの経路で電流が流れてコンデンサ５ｄを充電する
と共に、高圧トランス４の２次巻線４ｂからコンデンサ
５ｃ、カレントトランス６、マグネトロン１及びダイオ
ード５ｂの経路で電流を流してコンデンサ５ｃを放電さ
せる。また、インダクタンス５ｆには図４に示すように
ＩＧＢＴ３ａがオンしている時にはピークで約−１００
Ｖ、ＩＧＢＴがオフしている時にはピークで約１００Ｖ
の電圧が加わっている。
高圧トランス４の高電圧出力の正の半周期、即ちＩＧＢ
Ｔ３ａがオフしている時には、高圧トランス４の２次巻
線４ｂからダイオード５ａ、カレントトランス６及びコ
ンデンサ５ｃの経路で電流が流れてコンデンサ５ｃを充
電すると共に、高圧トランス４の２次巻線４ｂからダイ
オード５ａ、マグネトロン１、コンデンサ５ｄ及び抵抗
５ｅ並びにインダクタンス５ｆの経路で電流を流してコ
ンデンサ５ｄを放電させる。一方、高圧トランス４の高
電圧出力の負の半周期、即ちＩＧＢＴ３ａがオンしてい
る時には、高圧トランス４の２次巻線４ｂから抵抗５ｅ
並びにインダクタンス５ｆ、コンデンサ５ｄ、ダイオー
ド５ｂの経路で電流が流れてコンデンサ５ｄを充電する
と共に、高圧トランス４の２次巻線４ｂからコンデンサ
５ｃ、カレントトランス６、マグネトロン１及びダイオ
ード５ｂの経路で電流を流してコンデンサ５ｃを放電さ
せる。また、インダクタンス５ｆには図４に示すように
ＩＧＢＴ３ａがオンしている時にはピークで約−１００
Ｖ、ＩＧＢＴがオフしている時にはピークで約１００Ｖ
の電圧が加わっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような高周波加熱装置では、マグネトロン１で管内放電
現象が起こった際に回路破壊に至ってしまうおそれがあ
った。即ち、マグネトロン１で管内放電現象が起こる
と、マグネトロン１のアノード１ａとカソード１ｂが瞬
間的に短絡し、コンデンサ５ｄ、インダクタンス５ｆ、
コンデンサ５ｃ、カレントトランス６を介して短絡電流
が流れると共にダイオード５ｂ、高圧トランス４の２次
巻線４ｂを介して短絡電流が流れる。また、インダクタ
ンス５ｆに短絡電流が流れると、インダクタンス５ｆに
かかる電圧は図５に示すように、例えば約６ＫＶまで上
昇する。これにより、管内放電が発生するタイミングに
よっては、図５に示すように高圧トランス４の２次巻線
４ｂにかかる２次電圧及び１次巻線４ａにかかる電圧が
変化し、ＩＧＢＴ３ａのコレクタ・エミッタ間電圧ＶCE
が図５に示すように例えば９００Ｖの定格電圧を超えて
しまい過電圧破壊を起こしてしまうという問題点があっ
た。
ような高周波加熱装置では、マグネトロン１で管内放電
現象が起こった際に回路破壊に至ってしまうおそれがあ
った。即ち、マグネトロン１で管内放電現象が起こる
と、マグネトロン１のアノード１ａとカソード１ｂが瞬
間的に短絡し、コンデンサ５ｄ、インダクタンス５ｆ、
コンデンサ５ｃ、カレントトランス６を介して短絡電流
が流れると共にダイオード５ｂ、高圧トランス４の２次
巻線４ｂを介して短絡電流が流れる。また、インダクタ
ンス５ｆに短絡電流が流れると、インダクタンス５ｆに
かかる電圧は図５に示すように、例えば約６ＫＶまで上
昇する。これにより、管内放電が発生するタイミングに
よっては、図５に示すように高圧トランス４の２次巻線
４ｂにかかる２次電圧及び１次巻線４ａにかかる電圧が
変化し、ＩＧＢＴ３ａのコレクタ・エミッタ間電圧ＶCE
が図５に示すように例えば９００Ｖの定格電圧を超えて
しまい過電圧破壊を起こしてしまうという問題点があっ
た。
【０００９】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたもので、マグネトロンで管内放電現象が発生した時
に、高圧トランスの２次電圧及び１次電圧の変化を小さ
く抑え、半導体スイッチング素子の過電圧破壊を防ぎ、
信頼性・安全性の高い高周波加熱装置を得ることを目的
とする。
れたもので、マグネトロンで管内放電現象が発生した時
に、高圧トランスの２次電圧及び１次電圧の変化を小さ
く抑え、半導体スイッチング素子の過電圧破壊を防ぎ、
信頼性・安全性の高い高周波加熱装置を得ることを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高周波加熱
装置は、高周波電力を発生する半導体スイッチング素子
を有するインバータ回路と、この高周波電力を変換して
２次巻線に高電圧を発生させる高圧トランスと、この高
圧トランスの高圧出力を倍電圧整流してマイクロ波を発
振するマグネトロンに出力する倍電圧整流回路と、この
マグネトロンに流れる電流を検出するカレントトランス
と整流回路からなる電流検知手段と、この検出した電流
が一定となるように前記インバータ回路の出力を制御す
る制御手段とを備え、前記倍電圧整流回路は、前記マグ
ネトロンのカソードとアノード間に２つのダイオードを
配した直列回路を接続し、この直列回路と並列に２つの
コンデンサとこれら２つのコンデンサの間に設けられた
抵抗及びインダクタンスの並列回路を配した直列回路を
接続してなり、前記２つのダイオードの接続点を高圧ト
ランスの２次巻線の高圧側に接続し、前記マグネトロン
のアノードに接続されたコンデンサと前記抵抗及びイン
ダクタンスの並列回路の接続点を高圧トランスの２次巻
線の低圧側に接続し、前記抵抗及びインダクタンスの並
列回路にマグネトロンで管内放電現象が発生した時に該
インダクタンスに生じる電圧より低い電圧で放電するス
パークギャップを並列接続するように構成したものであ
る。また、半導体スイッチング素子にＩＧＢＴが用いら
れている。
装置は、高周波電力を発生する半導体スイッチング素子
を有するインバータ回路と、この高周波電力を変換して
２次巻線に高電圧を発生させる高圧トランスと、この高
圧トランスの高圧出力を倍電圧整流してマイクロ波を発
振するマグネトロンに出力する倍電圧整流回路と、この
マグネトロンに流れる電流を検出するカレントトランス
と整流回路からなる電流検知手段と、この検出した電流
が一定となるように前記インバータ回路の出力を制御す
る制御手段とを備え、前記倍電圧整流回路は、前記マグ
ネトロンのカソードとアノード間に２つのダイオードを
配した直列回路を接続し、この直列回路と並列に２つの
コンデンサとこれら２つのコンデンサの間に設けられた
抵抗及びインダクタンスの並列回路を配した直列回路を
接続してなり、前記２つのダイオードの接続点を高圧ト
ランスの２次巻線の高圧側に接続し、前記マグネトロン
のアノードに接続されたコンデンサと前記抵抗及びイン
ダクタンスの並列回路の接続点を高圧トランスの２次巻
線の低圧側に接続し、前記抵抗及びインダクタンスの並
列回路にマグネトロンで管内放電現象が発生した時に該
インダクタンスに生じる電圧より低い電圧で放電するス
パークギャップを並列接続するように構成したものであ
る。また、半導体スイッチング素子にＩＧＢＴが用いら
れている。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の高周
波加熱装置の回路構成を示す回路図、図２は同高周波加
熱装置におけるマグネトロンの管内放電発生時のＩＧＢ
Ｔのコレクタ・エミッタ間電圧と高圧トランスの２次電
圧及びインダクタンスにかかる電圧の関係を示す波形図
である。図１において、１はマイクロ波を発生するマグ
ネトロン、２は商用電源を全波整流して直流に変換する
整流回路、３は整流回路２の出力を高周波で断続して高
周波電力に変換するインバータ回路で、半導体スイッチ
ング素子であるＩＧＢＴ３ａ、平滑コンデンサ３ｂ、共
振コンデンサ３ｃで構成される。４は高圧トランスで、
インバータ回路３の高周波電力を高圧と低圧に変換し
て、低電圧を３次巻線４ｃにマグネトロン１のヒータ用
として出力し、高電圧を２次巻線４ｂに出力する。
波加熱装置の回路構成を示す回路図、図２は同高周波加
熱装置におけるマグネトロンの管内放電発生時のＩＧＢ
Ｔのコレクタ・エミッタ間電圧と高圧トランスの２次電
圧及びインダクタンスにかかる電圧の関係を示す波形図
である。図１において、１はマイクロ波を発生するマグ
ネトロン、２は商用電源を全波整流して直流に変換する
整流回路、３は整流回路２の出力を高周波で断続して高
周波電力に変換するインバータ回路で、半導体スイッチ
ング素子であるＩＧＢＴ３ａ、平滑コンデンサ３ｂ、共
振コンデンサ３ｃで構成される。４は高圧トランスで、
インバータ回路３の高周波電力を高圧と低圧に変換し
て、低電圧を３次巻線４ｃにマグネトロン１のヒータ用
として出力し、高電圧を２次巻線４ｂに出力する。
【００１２】５は高圧トランス４の高電圧出力を全波倍
電圧整流しマグネトロン１へ出力する全波倍電圧整流回
路であり、ダイオード５ａ，５ｂとコンデンサ５ｃ，５
ｄと、抵抗５ｅと、インダクタンス５ｆと、スパークギ
ャップ５ｇとで構成される。具体的には、直列に接続さ
れたダイオード５ａ，５ｂの接続点に高圧トランス４の
２次巻線４ｂの高圧側を接続し、同時に直列接続された
コンデンサ５ｃ、抵抗５ｅ、コンデンサ５ｄのうち抵抗
５ｅとコンデンサ５ｃの接続点に高圧トランス４の２次
巻線４ｂの低圧側を接続している。また、抵抗５ｅには
インダクタンス５ｆ及びスパークギャップ５ｇが並列接
続されている。また、コンデンサ５ｃとダイオード５ａ
のカソードとの接続点はマグネトロン１のアノード１ａ
に接続され、コンデンサ５ｄとダイオード５ｂのアノー
ドとの接続点はマグネトロン１のカソード１ｂに接続さ
れて、マグネトロン１のアノード・カソード間に直流高
電圧を印加する。
電圧整流しマグネトロン１へ出力する全波倍電圧整流回
路であり、ダイオード５ａ，５ｂとコンデンサ５ｃ，５
ｄと、抵抗５ｅと、インダクタンス５ｆと、スパークギ
ャップ５ｇとで構成される。具体的には、直列に接続さ
れたダイオード５ａ，５ｂの接続点に高圧トランス４の
２次巻線４ｂの高圧側を接続し、同時に直列接続された
コンデンサ５ｃ、抵抗５ｅ、コンデンサ５ｄのうち抵抗
５ｅとコンデンサ５ｃの接続点に高圧トランス４の２次
巻線４ｂの低圧側を接続している。また、抵抗５ｅには
インダクタンス５ｆ及びスパークギャップ５ｇが並列接
続されている。また、コンデンサ５ｃとダイオード５ａ
のカソードとの接続点はマグネトロン１のアノード１ａ
に接続され、コンデンサ５ｄとダイオード５ｂのアノー
ドとの接続点はマグネトロン１のカソード１ｂに接続さ
れて、マグネトロン１のアノード・カソード間に直流高
電圧を印加する。
【００１３】６は高圧トランス４の高圧出力電流を検出
するカレントトランスであり、全波倍電圧整流回路５の
コンデンサ５ｃに流れる充放電電流を検出すべくコンデ
ンサ５ｃとダイオード５ａのカソードとの間に挿入され
ている。７はカレントトランス６が検出した出力を整流
及び平滑して出力する整流平滑回路、８はカレントトラ
ンス６と整流平滑回路７とからなる電流検知手段、９は
操作手段１０の入力信号を受けてインバータ回路３を起
動し、電流検知手段８からの入力が一定となるようにイ
ンバータ回路３の出力を制御する制御手段である。
するカレントトランスであり、全波倍電圧整流回路５の
コンデンサ５ｃに流れる充放電電流を検出すべくコンデ
ンサ５ｃとダイオード５ａのカソードとの間に挿入され
ている。７はカレントトランス６が検出した出力を整流
及び平滑して出力する整流平滑回路、８はカレントトラ
ンス６と整流平滑回路７とからなる電流検知手段、９は
操作手段１０の入力信号を受けてインバータ回路３を起
動し、電流検知手段８からの入力が一定となるようにイ
ンバータ回路３の出力を制御する制御手段である。
【００１４】次に、本発明の実施の形態１の高周波加熱
装置において、マグネトロン１が正常に発振している時
の動作は従来例と同じであるのでその説明は省略し、マ
グネトロンで管内放電現象が起こった時の動作につい
て、図１、図２を用いて説明する。マグネトロン１の内
部で管内放電現象が起こると、マグネトロン１のアノー
ド・カソード間が瞬間的に短絡状態になる。このとき、
スパークギャップ５ｇの両端にかかる電圧が、図２に示
すように、スパークギャップ５ｇの放電開始電圧に達す
ると、スパークギャップ５ｇを介して短絡電流が流れ
る。このスパークギャップ５ｇはギャップ間隔を変化さ
せたものを用いることにより、放電開始電圧を任意に設
定することが可能となる。
装置において、マグネトロン１が正常に発振している時
の動作は従来例と同じであるのでその説明は省略し、マ
グネトロンで管内放電現象が起こった時の動作につい
て、図１、図２を用いて説明する。マグネトロン１の内
部で管内放電現象が起こると、マグネトロン１のアノー
ド・カソード間が瞬間的に短絡状態になる。このとき、
スパークギャップ５ｇの両端にかかる電圧が、図２に示
すように、スパークギャップ５ｇの放電開始電圧に達す
ると、スパークギャップ５ｇを介して短絡電流が流れ
る。このスパークギャップ５ｇはギャップ間隔を変化さ
せたものを用いることにより、放電開始電圧を任意に設
定することが可能となる。
【００１５】即ち、ギャップ間隔が広いスパークギャッ
プ５ｇでは放電しにくくなり、放電開始電圧は高くな
る。逆に、ギャップの間隔が狭いスパークギャップ５ｇ
では放電しやすくなり、放電開始電圧は低くなるからで
ある。従って、ギャップの間隔が狭いスパークギャップ
５ｇを用い、例えば図２に示すように放電開始電圧を約
３ＫＶに設定すれば、マグネトロン１の内部で管内放電
が起こった時にインダクタンス５ｆに生じる電圧約６Ｋ
Ｖより低い電圧で放電するようになり、短絡時にインダ
クタンス５ｆにかかる電圧を小さくすることができ、高
圧トランス４の２次巻線４ｂにかかる電圧の変化も図２
に示すように低く抑えることが可能になる。そして、高
圧トランス４の２次電圧の変化を小さく抑えることで、
同時に１次電圧の変化も小さく抑えることができる。従
って、ＩＧＢＴ３ａのコレクタ・エミッタ間の電圧を図
２に示すように定格電圧、例えば９００Ｖ以下に抑える
ことができる。
プ５ｇでは放電しにくくなり、放電開始電圧は高くな
る。逆に、ギャップの間隔が狭いスパークギャップ５ｇ
では放電しやすくなり、放電開始電圧は低くなるからで
ある。従って、ギャップの間隔が狭いスパークギャップ
５ｇを用い、例えば図２に示すように放電開始電圧を約
３ＫＶに設定すれば、マグネトロン１の内部で管内放電
が起こった時にインダクタンス５ｆに生じる電圧約６Ｋ
Ｖより低い電圧で放電するようになり、短絡時にインダ
クタンス５ｆにかかる電圧を小さくすることができ、高
圧トランス４の２次巻線４ｂにかかる電圧の変化も図２
に示すように低く抑えることが可能になる。そして、高
圧トランス４の２次電圧の変化を小さく抑えることで、
同時に１次電圧の変化も小さく抑えることができる。従
って、ＩＧＢＴ３ａのコレクタ・エミッタ間の電圧を図
２に示すように定格電圧、例えば９００Ｖ以下に抑える
ことができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、高圧トラ
ンスの高圧出力を倍電圧整流してマイクロ波を発振する
マグネトロンに出力する倍電圧整流回路は、マグネトロ
ンのカソードとアノード間に２つのダイオードを配した
直列回路を接続し、この直列回路と並列に２つのコンデ
ンサとこれら２つのコンデンサの間に設けられた抵抗及
びインダクタンスの並列回路を配した直列回路を接続し
てなり、抵抗及びインダクタンスの並列回路にマグネト
ロンで管内放電現象が発生した時に該インダクタンスに
生じる電圧より低い電圧で放電するスパークギャップを
並列接続したので、マグネトロンで管内放電現象が発生
してマグネトロンのアノード・カソード間が瞬間的に短
絡状態になった場合に、抵抗及びインダクタンスの並列
回路に接続されたスパークギャップにインダクタンスに
生じる電圧より低い電圧で放電させて短絡電流を流すこ
とにより、短絡時にインダクタンスにかかる電圧を小さ
くすることができ、高圧トランスの２次巻線にかかる電
圧の変化も低く抑え、それに伴い１次電圧の変化も小さ
く抑えることができるため、インバータ回路の半導体ス
スイッチング素子にかかる電圧を定格電圧以下に抑える
ことができ、半導体スイッチング素子が過電圧破壊に至
ることのない信頼性・安全性の高い高周波加熱装置が得
られるという効果がある。
ンスの高圧出力を倍電圧整流してマイクロ波を発振する
マグネトロンに出力する倍電圧整流回路は、マグネトロ
ンのカソードとアノード間に２つのダイオードを配した
直列回路を接続し、この直列回路と並列に２つのコンデ
ンサとこれら２つのコンデンサの間に設けられた抵抗及
びインダクタンスの並列回路を配した直列回路を接続し
てなり、抵抗及びインダクタンスの並列回路にマグネト
ロンで管内放電現象が発生した時に該インダクタンスに
生じる電圧より低い電圧で放電するスパークギャップを
並列接続したので、マグネトロンで管内放電現象が発生
してマグネトロンのアノード・カソード間が瞬間的に短
絡状態になった場合に、抵抗及びインダクタンスの並列
回路に接続されたスパークギャップにインダクタンスに
生じる電圧より低い電圧で放電させて短絡電流を流すこ
とにより、短絡時にインダクタンスにかかる電圧を小さ
くすることができ、高圧トランスの２次巻線にかかる電
圧の変化も低く抑え、それに伴い１次電圧の変化も小さ
く抑えることができるため、インバータ回路の半導体ス
スイッチング素子にかかる電圧を定格電圧以下に抑える
ことができ、半導体スイッチング素子が過電圧破壊に至
ることのない信頼性・安全性の高い高周波加熱装置が得
られるという効果がある。
【図１】 本発明の実施の形態１の高周波加熱装置の回
路構成を示す回路図である。
路構成を示す回路図である。
【図２】 同高周波加熱装置におけるマグネトロンの管
内放電発生時のＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧と
高圧トランスの２次電圧及びインダクタンスにかかる電
圧の関係を示す波形図である。
内放電発生時のＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧と
高圧トランスの２次電圧及びインダクタンスにかかる電
圧の関係を示す波形図である。
【図３】 従来の高周波加熱装置の回路構成を示す回路
図である。
図である。
【図４】 同高周波加熱装置のにおけるマグネトロンが
正常に発振している時のＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ
間電圧と高圧トランスの２次電圧及びインダクタンスに
かかる電圧の関係を示す波形図である。
正常に発振している時のＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ
間電圧と高圧トランスの２次電圧及びインダクタンスに
かかる電圧の関係を示す波形図である。
【図５】 同高周波加熱装置におけるマグネトロンの管
内放電発生時のＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧と
高圧トランスの２次電圧及びインダクタンスにかかる電
圧の関係を示す波形図である。
内放電発生時のＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧と
高圧トランスの２次電圧及びインダクタンスにかかる電
圧の関係を示す波形図である。
１ マグネトロン、１ａ マグネトロンのアノード、１
ｂマグネトロンのカソード、３ インバータ回路、３ａ
ＩＧＢＴ（半導体スイッチング素子）、４高圧トラン
ス、４ａ １次巻線、４ｂ ２次巻線、５ 全波倍電圧
整流回路、５ａ，５ｂ ダイオード、５ｃ，５ｄ コン
デンサ、５ｅ 抵抗、５ｆ インダクタンス、５ｇ ス
パークギャップ、６ カレントトランス、７ 整流平滑
回路、８ 電流検知手段、９ 制御手段。
ｂマグネトロンのカソード、３ インバータ回路、３ａ
ＩＧＢＴ（半導体スイッチング素子）、４高圧トラン
ス、４ａ １次巻線、４ｂ ２次巻線、５ 全波倍電圧
整流回路、５ａ，５ｂ ダイオード、５ｃ，５ｄ コン
デンサ、５ｅ 抵抗、５ｆ インダクタンス、５ｇ ス
パークギャップ、６ カレントトランス、７ 整流平滑
回路、８ 電流検知手段、９ 制御手段。
フロントページの続き (72)発明者 亀岡 和裕 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地１ 三菱電機ホーム機器株式会社内 (72)発明者 池村 茂 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地１ 三菱電機ホーム機器株式会社内 Ｆターム(参考） 3K086 AA05 BA08 CB12 CC01 DB03 DB05 DB11 DB18 DB21 EA08 EA11 FA02 FA03 FA04 FA05 FA06 FA08
Claims (2)
- 【請求項１】 高周波電力を発生する半導体スイッチン
グ素子を有するインバータ回路と、この高周波電力を変
換して２次巻線に高電圧を発生させる高圧トランスと、
この高圧トランスの高圧出力を倍電圧整流してマイクロ
波を発振するマグネトロンに出力する倍電圧整流回路
と、このマグネトロンに流れる電流を検出するカレント
トランスと整流回路からなる電流検知手段と、この検出
した電流が一定となるように前記インバータ回路の出力
を制御する制御手段とを備え、 前記倍電圧整流回路は、前記マグネトロンのカソードと
アノード間に２つのダイオードを配した直列回路を接続
し、この直列回路と並列に２つのコンデンサとこれら２
つのコンデンサの間に設けられた抵抗及びインダクタン
スの並列回路を配した直列回路を接続してなり、前記２
つのダイオードの接続点を高圧トランスの２次巻線の高
圧側に接続し、前記マグネトロンのアノードに接続され
たコンデンサと前記抵抗及びインダクタンスの並列回路
の接続点を高圧トランスの２次巻線の低圧側に接続し、
前記抵抗及びインダクタンスの並列回路にマグネトロン
で管内放電現象が発生した時に該インダクタンスに生じ
る電圧より低い電圧で放電するスパークギャップを並列
接続したことを特徴とする高周波加熱装置。 - 【請求項２】 前記インバータ回路の半導体スイッチン
グ素子はＩＧＢＴであることを特徴とする請求項１記載
の高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000253637A JP3653628B2 (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000253637A JP3653628B2 (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | 高周波加熱装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002075631A true JP2002075631A (ja) | 2002-03-15 |
| JP2002075631A5 JP2002075631A5 (ja) | 2004-07-29 |
| JP3653628B2 JP3653628B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=18742699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000253637A Expired - Fee Related JP3653628B2 (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3653628B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111044870A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-04-21 | 恩智浦美国有限公司 | 使用非线性装置进行电弧预防的rf设备 |
-
2000
- 2000-08-24 JP JP2000253637A patent/JP3653628B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111044870A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-04-21 | 恩智浦美国有限公司 | 使用非线性装置进行电弧预防的rf设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3653628B2 (ja) | 2005-06-02 |
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