JP2002359065A

JP2002359065A - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JP2002359065A
Application number: JP2001166556A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kameoka; 和裕亀岡; Naoya Sugiyama; 直也杉山
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波出力が高い時は、家庭用コンセントの
定格を超えないようにし、高周波出力が低い時は、電力
を一定に保つ高周波加熱装置を提供する。【解決手段】商用電源１の電圧値を検出する入力電圧
検出手段と、入力電流を検出する入力電流検出手段１４
と、高周波出力を設定する出力設定手段１７と、高周波
出力が高いときは、検出電圧が所定の電圧以下のときに
検出電圧を所定の電圧に固定し、所定の電圧を越えると
きは検出電圧を所定の電圧のままとし、高周波出力が低
いときは、検出電圧にかかわらず、所定の電圧のままと
して出力させる検出電圧変更手段９５と、入力電圧検出
手段１４の検出電圧値及び入力電流検出手段１５の検出
電圧値を加算した加算電圧値と出力設定手段１７の出力
電圧値とを比較した結果に応じた周波数によりインバー
タ電源を駆動する制御手段１６と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マグネトロンか
ら得られるマイクロ波により加熱調理する高周波加熱装
置に係り、特に電源電圧が低下しても使用できる高周波
加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、特開平４−１９９９１号公報に
示された従来の高周波加熱装置の概略回路図である。図
において、５１は電源への差込コンセントであり、電源
ライン５２は、ヒューズ５４、サーマルプロテクタ５５
を介して電源トランス５６、第１インターロックリレー
５７の接点５７ａに接続され、他方の電源ライン５３は
電源トランス５６、及び第２インターロックスイッチ５
８に接続される。そして、電源トランス５６は１次側に
供給される電源電圧を降圧して２次側に接続される操作
側制御部５９に供給する。また、電源トランスの２次側
の一端には電源電圧検出回路６０が接続され、この電源
電圧検出回路６０により検出された直流レベル信号が操
作側制御部５９に供給される。この操作側制御部５９
は、電源トランス５６、図示しないメインスイッチの投
入により電源電圧が供給されると、ドアスイッチ６１の
閉成を条件としてトランジスタＴｒ１をオンし、第１イ
ンターロックリレー５７を駆動し接点５７ａを閉成す
る。この接点５７ａの閉成により庫内ランプ６２、ター
ンテーブル６３、空冷用ファンモータ６４、モニタース
イッチ６５、および電力側制御部６６に電源電圧を供給
する。また、操作側制御部５９と電力側制御部６６とは
ケーブル６７により接続される。電力側制御部６６に
は、マグネトロン６８が接続され、マグネトロン６８は
電力側制御部６６から供給される高圧電力により駆動さ
れ高周波を出力する。

【０００３】図８は図７の操作側制御部５９、電源電圧
検出回路６０、及びこれらの周辺回路を示す図である。
操作側制御部５９は、定電圧検出回路６９、電源周期の
タイミングパルス信号を生成するタイミング回路７０、
ＣＰＵ７１、キーボード７２、表示パネル７３等からな
る。定電圧回路６９は電源トランス５６の２次側に接続
され、直流電圧Ｖ_CP、Ｖ_INV、Ｖ_RLYを生成して、Ｖ_CPを
タイミング回路７０、ＣＰＵ７１、キーボード７２、表
示パネル７３に供給し、Ｖ_RLYを第１インターロックリ
レー５７に供給し、さらにＶ_INVをケーブル６７を介し
て電力側制御部６６に供給する。電源電圧検出回路６０
は電源トランス５６の２次側の電圧をダイオード６０ａ
により半波整流し、半波整流した直流電圧を抵抗６０ｂ
と６０ｃとで分圧した後、コンデンサ６０ｄで平滑して
ＣＰＵ７１に供給する回路である。すなわちこの回路６
０により電源電圧に比例した直流レベルデータが得られ
る。タイミング回路７０は電源トランス５６の２次側の
一端から入力される降圧された電源電圧により駆動さ
れ、低電圧回路６９から入力される直流電圧Ｖ_CPをピー
クとするパルス信号を生成し、ＣＰＵ７１に供給する。
ＣＰＵ７１はタイミング回路７０からの電源周期の１サ
イクルを基準タイミングとしてキー入力、表示、第１イ
ンターロックリレー５７の駆動などを行なう。そして、
調理者によりキー入力された調理条件に対応するパワー
データを電力側制御部６６に転送する。

【０００４】また、電源電圧検出回路６０からの電源電
圧に比例した直流データに基づいてマグネトロン６８の
出力を一定にするための電流値を算出し、調理者により
設定された電流値を補正し、この補正した電流値をケー
ブル６７を通して電力側制御部に転送する。なお、ケー
ブル６７はパワーレベルデータＰＤの他に、動作タイミ
ングパルスＩＮＴ、データクロックパルスＤＣＫ、デー
タ送信タイミングパルスＡＣＫを送るとともに、電力側
制御部６６内の各回路を駆動するための直流電源Ｖ_INV
を供給するラインである。

【０００５】図９は電力側制御部６６とその周辺回路図
である。同図において、第１インターロックリレー５７
の接点５７ａを介して供給される電源電圧はノイズフィ
ルター７４を通してブリッジダイオード７５に与えら
れ、このブリッジダイオード７５により全波整流された
直流電圧はリアクトル７６、コンデンサ７７により平滑
化される。この平滑化された直流電圧は高圧トランス７
９の１次側コイルと高周波コンデンサ７８からなる並列
回路を通してパワートランジスタ８０のコレクタに供給
される。パワートランジスタ８０は駆動回路８４によっ
てオン／オフされることによって、所定周期の直流電力
を交流電力に変換する。これにより高圧トランス７９の
１次側には、交流電流が流れる。そして、高圧トランス
７９の２次側８８に誘起される高圧の交流電流は、高圧
コンデンサ８９、高圧ダイオード９０により倍電圧整流
された後にマグネトロン６８に供給される。これにより
マグネトロン６８は発振し、高周波電力を食品に与え
る。なお、９１はフィラメント用コイルである。

【０００６】電力側制御部６６のＣＰＵ８１には、ブリ
ッジダイオード７５により整流される直流電流値を検出
する電流レベル検出回路８６、及び高圧トランス７９の
電流を検知し、スイッチング状態をモニタするための検
知コイル８７が接続される。電流レベル検出回路８６
は、カレントトランス８６ａ、ブリッジダイオード８６
ｂ、抵抗８６ｃ、コンデンサ８６ｄからなり、ブリッジ
ダイオード７５により整流された直流電流をカレントト
ランス８６ａにより検出し、このカレントトランス８６
ａの出力がブリッジダイオード８６ｂにより全波整流さ
れた後抵抗８６ｃとコンデンサ８６ｄにより平滑化され
る。これにより電源電流に比例した電流データを得るこ
とができる。

【０００７】そして、ＣＰＵ８１は操作側制御部５９の
ＣＰＵ７１からケーブル６７を介して送られてきたパワ
ーデータに応答し、マグネトロン６８に供給される電力
が一定となるように電流量を補正する。この電流量の補
正はパワートランジスタ８０のオン時間の制御によって
行なう。すなわち、ＣＰＵ８１はオン／オフするための
タイミング信号を生成し、このタイミング信号をトラン
ジスタ８２のベースに与え、このトランジスタ８２のオ
ン／オフによりドライブコイル８３を介してオン／オフ
信号を駆動回路８４に与える。駆動回路８４は高圧トラ
ンス７９の３次コイル８５に誘導される交流電力を電源
とし、ドライブコイル８３から入力されるオン／オフ信
号に応答して、パワートランジスタ８０をオン／オフす
るための十分な電流をパワートランジスタ８０のベース
に与える。

【０００８】次に動作について説明する。まず電源電圧
が定格電圧の場合について説明する。調理者は、キーボ
ード７２を操作して調理条件を入力する。ＣＰＵ７１は
この調理条件に対応するパワーデータを算出し、動作タ
イミングパルスＩＮＴ、パワーデータＰＤ、データクロ
ックパルスＤＣＫ、送信タイミングパルスＡＣＫをケー
ブル６７を介してＣＰＵ８１に送信する。次にドアスイ
ッチ６１が閉成された後、トランジスタＴｒ１をオンし
て第１インターロックリレー５７を駆動し、接点５７ａ
を閉成する。これにより電源電圧が電力側制御部６６に
与えられる。電力側制御部６６のＣＰＵ８１は電流レベ
ル検出回路８６により検出される電流値をモニタし、こ
の電流値がＣＰＵ７１からのパワーデータに対応する値
となるようにパワートランジスタ８０のオン時間を制御
する。

【０００９】すなわち、マグネトロン６８への電流量を
増加させる場合には、パワートランジスタ８０のオン時
間を長くすることにより、高圧コンデンサ８９に充電さ
れる電荷量を増加させ、逆にマグネトロン６８への入力
電流を減少させる場合には、パワートランジスタ８０の
オン時間を短くすることにより、高圧コンデンサ８９に
充電される電荷量を減少させる。上記の如くパワートラ
ンジスタ８０をオン／オフするためのスイッチ信号をト
ランジスタ８２、ドライブトランス８３、駆動回路８
４、パワートランジスタ８０のベースの順番で与える。
パワートランジスタ８０はＣＰＵ８１により生成された
オン／オフ信号により制御され、高圧トランス７９の１
次側に交流電力が現われる。この交流電力は高圧トラン
ス７９により高圧にされ、高圧コンデンサ８９と高圧ダ
イオード９０により倍電圧整流された後マグネトロン６
８に供給される。

【００１０】電源電圧が定格の場合にはマグネトロン６
８の入力電圧は一定であり、上述の如くマグネトロン６
８の入力電流は一定となるように制御されているため、
マグネトロン６８への入力電力は一定である。これによ
り定格電圧で運転されている限り調理者の望むとおりの
料理に仕上がる。次に、電源電圧が変動した場合を図１
０を参照して説明する。同図は横軸を電源電圧Ｖ、縦軸
を電力Ｐ（Ｗ）、電流Ｉ（Ａ）とし、マグネトロン６８
への入力電力Ｐｉｎ、入力電流Ｉｉｎをプロットしたも
のである。

【００１１】電源電圧Ｖが変動すると、電源電圧Ｖの変
動に伴って電源電圧検出回路６０により検出される直流
レベルデータが変動する。ＣＰＵ７１はこの変動する直
流レベルデータに応答して定格時における入力電力Ｐｉ
ｎと同じ出力を得るための電流値Ｉ'ｉｎを算出する。
すなわちＶｉｎ×Ｉｉｎ＝Ｖ'ｉｎ×Ｉ'ｉｎとなる関係
のＩ'ｉｎを算出する。ここでＶｉｎは定格時における
マグネトロン６８への入力電圧、また、Ｖ'ｉｎは変動
時におけるマグネトロン６８への入力電圧である。以上
のように電流値を補正したパワーデータをＣＰＵ８１に
送る。ＣＰＵ８１は補正されたパワーデータに基づいて
パワートランジスタ８０のオン時間を長くしたり短くし
たりする。そして、上記制御の過程において入力電流
Ｉ'ｉｎが変動するのを電流レベル検出回路８６により
検出される電流をモニタしてマグネトロン６８への入力
電流Ｉ'ｉｎが変動しないように制御する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の高
周波加熱装置では、消費電力を一定にすることにより、
電源電圧が変動した時あるいは変動している時、電流は
変化する。特に、電圧が低い時、例えば９０Ｖでは電流
が大きくなる設定である。近年電子レンジでの高出力化
に伴ない、消費電力も上昇している。このような中で、
電源電圧が変動しても消費電力を一定にすることは、電
源電圧が低くなった時、家庭用コンセントの定格である
１５Ａを超えてしまい、ブレーカーが遮断するという問
題点があった。

【００１３】この発明は、上記の課題を解消するために
なされたものであり、高周波出力の高い時は、電源電圧
が変動しても家庭用コンセントの定格を超えないように
することができ、また、高周波出力が低い時は、家庭用
コンセントの定格を超えないので、電源電圧が変動して
も消費電力を一定に保つのみで消費電力を低下させなく
ともよい高周波加熱装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る高周波加
熱装置は、商用電源を全波整流した直流電圧を高周波電
圧に変換するインバータ電源と、このインバータ電源に
より駆動されるマグネトロンと、前記商用電源の電圧値
を検出する入力電圧検出手段と、前記マグネトロンに流
れる入力電流を電圧値に変換して検出する入力電流検出
手段と、前記マグネトロンの高周波出力を設定するとと
もに設定された出力に応じた電圧値を出力する出力設定
手段と、前記入力電圧検出手段の出力点に接続され、前
記出力設定手段により設定された高周波出力が高いとき
は、前記検出電圧が所定の電圧以下のときに前記前記検
出電圧を前記所定の電圧に固定して出力させ、前記検出
電圧が所定の電圧を越えるときは前記検出電圧を前記所
定の電圧のままとして出力させ、前記高周波出力が低い
ときは、前記検出電圧にかかわらず、前記所定の電圧の
ままとして出力させる検出電圧変更手段と、前記入力電
圧検出手段の検出電圧値及び前記入力電流検出手段の検
出電圧値を加算した加算電圧値と前記出力設定手段の出
力電圧値とを比較し、この比較結果に応じた周波数によ
り前記インバータ電源を駆動する制御手段と、を備え、
前記高周波出力が高いときに、所定の電源電圧範囲内で
は、前記電源電圧の変動に対し消費電力を一定にし、か
つ、所定の電源電圧範囲外では、前記電源電圧の変動に
対し電流を一定にして消費電力を低下させ、前記高周波
出力が低いときに、前記電源電圧の変動にかかわらず消
費電力を一定にさせるものである。

【００１５】また、検出電圧変更手段は、定電圧源と、
入力電圧検出手段から出力された検出電圧が前記定電圧
源の電圧よりも低いときＯＮとなる第１のスイッチ手段
と、この第１のスイッチ手段と前記定電圧源の間に接続
され、出力設定手段により高い周波数を設定したときに
ＯＮとなり、低い高周出力を設定したときにＯＦＦとな
る第２のスイッチ手段と、を備える。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態を示
す高周波加熱装置の回路図、図２は図１の要部詳細回路
図、図３は図１及び図２の回路の動作を示すフローチャ
ートである。図１において、１は商用電源（ここでは１
００Ｖ）、２はフィルタ回路、３は整流器で、フィルタ
回路２を通った商用電源１を全波整流する。４はこの全
波整流された電源を平滑する平滑回路であり、チョーク
コイル４ａ及び平滑コンデンサ４ｂで構成している。７
は昇圧トランスであり、１次巻線７ａ、２次巻線７ｂ、
及び３次巻線７ｃから構成されている。５は共振回路で
あり、１次巻線７ａに並列に接続されたコンデンサ６と
半導体スイッチング素子８で構成している。また、半導
体スイッチング素子８には、並列にダイオード９を接続
している。１０は半波倍電圧回路であり、２次巻線７
ｂ、コンデンサ１０ａ、ダイオード１０ｂで構成されて
おり、マグネトロン１３に電圧を印加する。３次巻線７
ｃはマグネトロン１３のフィラメントに電流を供給す
る。１１は電流の逆流を防止するためのダイオードであ
る。

【００１７】１４は商用電源１から得られる電源電圧値
を検出する入力電圧検出手段であり、フィルタ回路２と
整流器３の間に並列に設けられている。１５はマグネト
ロン１３の動作中に流れる電流を電圧に変換して検出す
る入力電流検出手段であり、フィルタ回路２と入力電圧
検出手段１４の間に直列に設けられている。１６は半導
体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御手
段、１７は調理メニューに基づき、設定されたマグネト
ロン１３の出力を調理メニューキー（後述する）により
設定する出力設定手段であり、この設定出力は制御手段
１６に入力される。上記入力電圧検出手段１４及び入力
電流検出手段１５の検出信号は、上記制御手段１６に入
力される。９５は入力電圧検出手段１４の出力点に接続
され、出力設定手段１７により設定された高周波出力と
入力電圧検出手段１４の検出電圧に応じて、入力電圧検
出手段１４の検出電圧を変更、または、変更せずそのま
ま出力させる検出電圧変更手段である。

【００１８】図２は入力電圧検出手段１４、入力電流検
出手段１５、検出電圧変更手段９５、制御手段１６及び
出力設定手段１７の詳細回路図を示すが、入力電圧検出
手段１４において、２０及び２１はフィルタ回路２を通
った商用電源１を全波整流するダイオードであり、２３
及び２４は全波整流された電圧を分圧する２個の抵抗、
２５は分圧された電圧を平滑する電解コンデンサであ
る。

【００１９】検出電圧変更手段９５は、所定の電圧（こ
こでは５ｖ）を有する定電圧源４０ａと、カソードに抵
抗２３、２４の分圧点（Ａ）と電解コンデンサ２５の一
端が接続された第１のスイッチであるダイオード２６
と、コレクタがダイオード２６のアノードに接続され、
エミッタに定電圧源４０ａが接続され、ベースがダイオ
ード５２、抵抗５４を介し接地された第２のスイッチで
あるトランジスタ５１と、カソードがダイオード５２の
カソードと抵抗５４の接続点に接続され、アノードが出
力設定手段１７のスイッチ３７に接続されたダイオード
５３とで構成されている。

【００２０】入力電流検出手段１５は、１次側巻線２２
ａと２次側巻線２２ｂを有するカレントトランス２２で
入力電流を検出する。２７はカレントトランス２２の２
次側巻線２２ｂと並列に接続された抵抗で、カレントト
ランス２２で検出した電流を電圧に変換する。２９はそ
の変換された電圧を全波整流する全波整流器、２８及び
３０は全波整流器２９の前後に配設した主にノイズを除
去するためのコンデンサである。３１及び３２は全波整
流後の電圧を分圧する抵抗、３３は分圧された電圧を平
滑する電解コンデンサである。

【００２１】ここで全波整流器２９により全波整流され
た後の一端（Ａ点）に上述した入力電圧検出手段１４を
接続することにより、入力電圧検出手段１４の検出電圧
値と入力電流検出手段１５の検出電圧値を加算する。こ
の加算された電圧値を制御手段１６にある誤差増幅器１
６ａの一端Ｘに入力する。また、出力設定手段１７は、
調理メニューに対応したマグネトロン１３の出力を複数
記憶したＣＰＵ３４と、このＣＰＵ３４に調理メニュー
を入力する調理メニューキー３５と、調理メニューキー
３５で選択されたマグネトロン１３の出力信号によりＯ
Ｎするスイッチ３６及び３７と、スイッチ３６及び３７
のいずれかがＯＮされると定電圧源４０ｂ（ここでは５
Ｖ）の電圧を分圧する抵抗３８及び３９と、抵抗４１と
で構成されている。分圧された電圧値は制御手段１６の
誤差増幅器１６ａの他端Ｙに入力される。

【００２２】誤差増幅器１６ａは入力電圧検出手段１４
と入力電流検出手段１５の加算電圧値と出力設定手段１
７から出力された電圧値を比較して、共振回路５の半導
体スイッチング素子８へ出力する。

【００２３】次に動作概略を図１により説明する。商用
電源１を投入するとフィルタ回路２を通してノイズを除
去し、さらに整流器３を介して全波整流された直流電圧
はチョークコイル４ａ、平滑コンデンサ４ｂにより平滑
化される。この平滑化された直流電圧を、コンデンサ６
及び昇圧トランス７の１次巻線７ａのインダクタンス分
からなる共振回路５を通し、半導体スイッチング素子８
を制御手段１６により約２５ｋＨｚ〜３５ｋＨｚの周波
数でＯＮ／ＯＦＦさせることにより昇圧トランス７の２
次巻線７ｂには、約２ｋＶの昇圧された電圧が発生し、
半波倍電圧回路１０のコンデンサ１０ａとダイオード１
０ｂにより半波倍電圧整流して約４ｋＶの電圧をマグネ
トロン１３に与えている。また、３次巻線７ｃは、マグ
ネトロン１３のフィラメント温度（カソード温度）を定
格範囲内（１９５０°〜２０００°Ｋ）に保持するよう
に設定されている。

【００２４】インバータ電源を用いた電子レンジにおい
て、高周波出力を可変することは半導体スイッチング素
子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波数を変化させることで実
現できる。例えば、高周波出力８００Ｗの時には約２８
ｋＨｚ、５００Ｗの時には約３２ｋＨｚといったように
制御している。

【００２５】次に動作の詳細を図１〜３により説明す
る。ステップＳ１において、例えばユーザーが調理メニ
ューキー３５により高周波出力８００Ｗを選択すると、
ステップＳ２でＣＰＵ３４は８００Ｗか否かを判断し、
８００ＷであればステップＳ３に進み、スイッチ３６が
ＯＮする。スイッチ３６がＯＮすると、ステップＳ４で
出力設定手段１７が抵抗３８と抵抗４１により定電圧源
４０ｂ（ここでは５Ｖ）の分圧値Ｖ_S（ここでは３．２
Ｖ）を出力して制御手段１６の誤差増幅器１６ａの他端
Ｙに入力され、この分圧値が基準電圧Ｖ_Sとなる。次に
ステップＳ５では入力電圧検出手段１４のダイオード２
０及び２１はフィルタ回路２を通った商用電源１を全波
整流し、この全波整流された電圧を抵抗２３と抵抗２４
で分圧し、この分圧電圧を電解コンデンサ２５で平滑し
入力電圧の検出電圧Ｖ_Vを得る。

【００２６】ここで、検出電圧変更手段９５において
は、ダイオード５３が接続されたスイッチ３７がＯＦＦ
なので、ダイオード５３がＯＦＦであり、トランジスタ
５１のベース電圧も接地電圧となり、トランジスタ５１
はＯＮとなり、定電圧源とダイオード２６が接続され
る。そして、検出電圧Ｖ_vが定電圧源４０ａ（ここでは
５Ｖ）よりも小さい時のみＡ点に接続されているダイオ
ード２６がＯＮし、Ｖvは定電圧源４０ａの電圧値（こ
こでは５Ｖ）にクリップされる。例えば、入力電圧の検
出電圧ＶVが４．５Ｖだった場合、ダイオード２６がＯ
Ｎし、検出電圧Ｖ_vは５Ｖになる。この時は、電流一定
制御となる。また、検出電圧Ｖ_vが５Ｖ以上の時にはダ
イオード２６がＯＮしないため検出した電圧値がそのま
まＶ_vとなる。この時は消費電力一定制御となる。

【００２７】また、調理メニュー・キー３５により高周
波出力５００Ｗが選択されると、ステップＳ１６を介し
てステップ３７にてスイッチ３７がＯＮする。この時、
ステップＳ４で出力設定手段１７が抵抗３９と抵抗４１
により、定電圧源４０ｂ（ここでは５Ｖ）の分圧値（こ
こでは２．５Ｖ）を出力し、制御手段１６の誤差増幅器
１６ａの他端Ｙに入力され、この分圧値が基準電圧Ｖ_s
となる。次にステップＳ５では、８００Ｗの時と同様
に、入力電圧の検出電圧Ｖ_vを得る。ここでは、スイッ
チ３７がＯＮすることによりダイオード５３がＯＮし、
トランジスタ５１はＯＦＦとなり、ダイオード２６は常
にＯＦＦ状態となる。従って、５００Ｗの時は、常に検
出電圧Ｖ_vが、そのまま、Ａ点の電圧となる。これによ
り、常に消費電力一定制御となる。

【００２８】ステップＳ６では、入力電流検出手段１５
のカレントトランス２２で入力電流を検出し、このカレ
ントトランス２２の２次側巻線２２ｂと並列に接続され
た抵抗２７で入力電流を電圧に変換する。次にその電圧
を全波整流器２９により平滑し、抵抗３１と３２により
分圧し、コンデンサ３３により平滑することで入力電流
を電圧に変換した電圧値ＶAを得る。ステップＳ７で
は、ステップＳ５、ステップＳ６で得た検出電圧値Ｖ_V
とＶ_Aを加算し、加算電圧値Ｖ_V＋Ｖ_Aを得る。これは、
入力電圧検出電圧Ｖ_Vを、入力電流検出手段１５の全波
整流後の一端（図２のＡ点）に接続することで得ること
ができる。例えば、ステップＳ５においてＶ _V＝５Ｖを
検出し、ステップＳ６においてＶ_A＝４Ｖを検出した場
合、加算電圧値Ｖ_V＋Ｖ_Aは５Ｖ＋４Ｖ＝９Ｖとなる。

【００２９】次に、ステップＳ８に進んで、ステップＳ
７で得た加算電圧値Ｖ_V＋Ｖ_Aを抵抗３１と抵抗３２によ
り分圧し、加算電圧Ｖ_V＋Ｖ_Aの分圧値Ｖ_Xを得る。この
分圧値Ｖ_Xが制御手段１６の誤差増幅器１６ａの一端Ｘ
に入力される。そして、基準電圧Ｖ_Sとここで得た分圧
値Ｖ_Xを誤差増幅器１６ａで比較しＶ_S＝Ｖ_Xであれば、
ステップＳ９に進み、共振回路５の半導体スイッチング
素子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波数を、８００Ｗを選択
した場合は２８ｋＨｚ、５００Ｗを選択した場合は３
２．５ＫＨＺに設定する。このように、Ｖ_V＋Ｖ_Aの分圧
値Ｖ_Xを出力設定手段１７により設定された基準電圧Ｖ_S
と同等に保つことで消費電力一定制御が可能となる。

【００３０】また、ステップＳ８でＶ_S＝Ｖ_Xでなければ
ステップＳ１２に進み、誤差増幅器１６ａでＶ_S＜Ｖ_Xを
比較し、Ｖ_S＜Ｖ_Xであれば、ステップＳ１３に進んで周
波数を例えば、８００Ｗを選択した場合は、２８．５ｋ
Ｈｚ、５００Ｗを選択した場合は３２．５ＫＨＺに上
げ、流れる電流を減少させ、消費電力が小さくなるよう
に制御する。また、ステップＳ１２において、Ｖ_S＜
Ｖ_Xでなければ、ステップＳ１４に進み、誤差増幅器１
６ａでＶ_S＞Ｖ_Xを比較し、Ｖ_S＞Ｖ_Xであれば、ステップ
Ｓ１５で周波数を例えば、８００Ｗを選択した場合は、
２７．５ｋＨｚ、５００Ｗを選択した場合は３１．５Ｋ
ＨＺに下げ、流れる電流を増加させ、消費電力が大きく
なるように制御する。

【００３１】また、ステップＳ１４においてＶ_S＞Ｖ_Xで
なければステップＳ８に戻る。次に、ステップＳ１０に
進み、ステップＳ９、ステップＳ１３、ステップＳ１５
でそれぞれ設定された周波数で共振回路５の半導体スイ
ッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせ、ステップ１１でマ
グネトロン１３に電力を供給する。そして、ステップＳ
１１からは再びステップＳ５に戻り、以下同じ動作を逐
次繰り返し行なうことにより、８００Ｗを選択した場合
は、消費電力一定制御、並びに電流一定制御を行ない、
５００Ｗを選択した場合は消費電力一定制御を行う。

【００３２】以上のように、インバータ電源を用いた電
子レンジにおいては、動作中常に流れている電流や入力
されている電圧をモニターして、フィードバック制御を
することにより、電源電圧が変動しても、消費電力一
定、または、電流一定といった様々な制御方法を用いて
いる。図４は、基準電圧Ｖ_Sと電圧加算値Ｖ_V＋Ｖ_Aの分
圧値Ｖ_Xの関係を時間経過とともに示した図である。同
図において、設定された高周波出力が８００Ｗの場合、
前述したように約２８ｋＨｚの周波数で半導体スイッチ
ング素子８をＯＮ／ＯＦＦ動作させる。しかし、時間経
過と共にマグネトロン１３や半導体スイッチング素子
８、昇圧トランス７といった各部品の温度も上昇してく
る中で、約２８ｋＨｚのまま動作させ続ければ、消費電
力、または、電流は一定には保てないため、目標値と電
流や電圧との差を誤差増幅器１６ａで比較し、その結果
を半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波
数に反映させることで、消費電力、または、電流を一定
にしている。

【００３３】すなわち、出力設定手段１７により設定さ
れた基準電圧Ｖ_Sが、入力電圧検出手段１４から検出し
た電圧値Ｖ_Vと、入力電流検出手段１５で入力電流を電
圧に変換し検出された電圧値Ｖ_Aの和の分圧値ＶXが等し
い場合、すなわちＶ_S＝Ｖ_Xの時、半導体スイッチング素
子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波数は２８ｋＨｚのまま制
御を続ける。また、基準電圧Ｖ_Sが、電圧値Ｖ_VとＶ_Aの
和の分圧値Ｖ_Xより小さい場合、すなわちＶ_S＜Ｖ_Xの時
は、半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周
波数を例えば２８．５ｋＨｚに上げて、流れる電流を減
少させ、消費電力が小さくなるように制御する。そし
て、基準電圧Ｖ_Sが、電圧値Ｖ_VとＶ_Aの和の分圧値Ｖ_Xよ
り大きい場合、すなわち、Ｖ_S＞Ｖ_Xの時は、半導体スイ
ッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波数を例えば２
７．５ｋＨｚに下げて、流れる電流を増加させ、消費電
力が大きくなるように制御している。

【００３４】そして、図２に示すフィルタ回路２を通っ
た後の電源電圧を、入力電圧検出手段１４により入力電
圧の検出電圧Ｖ_Vを得て、この入力電圧検出電圧Ｖ_Vを、
入力電流検出手段１５に接続し（図２のＡ点）、加算電
圧値Ｖ_V＋Ｖ_Aを得て、Ｖ_V＋Ｖ_Aの分圧値Ｖ_Xを出力設定
手段１７により設定された基準電圧Ｖ_Sと同等に保つこ
とで消費電力一定制御が可能となる。さらに、抵抗２３
と２４の分圧点に接続されているダイオード２６により
図５（ａ）のような消費電力一定制御と電流一定制御を
組み合わせた制御が可能となる。また、高周波出力によ
って、例えば、５００Ｗの場合は、トランジスタ５１に
より消費電力一定制御のみという制御が可能となる。

【００３５】図５（ａ）は高周波出力が高い時（８００
Ｗ）、図５（ｂ）は高周波出力が低い時（５００Ｗ）の
それぞれの場合における、電源電圧に対する入力電圧と
入力電流の関係を示した図であり、図６は、高周波出力
が高い時（８００Ｗ）の時のダイオード２６の作用及び
効果を説明するための図２の回路上のＡ点の電圧特性を
示した図である。

【００３６】高周波出力が高い時（８００Ｗ）は、図２
の入力電圧検出手段１４の検出電圧Ｖｖと定電圧源４０
ａから得られた所定の電圧をダイオード２６で比較し、
抵抗２３と抵抗２４により分圧点（Ａ）の電圧が定電圧
源４０ａの電圧よりも高い場合、すなわち、図５
（ａ）、図６における電圧が９５Ｖ以上の時は、の変動
した値と電流値を加算してフィードバック制御を実施す
るので、消費電力一定制御となる。また、分圧点Ａの電
圧が定電圧源４０ａの電圧よりも低い９５Ｖ未満の場合
は、分圧点Ａはある電圧（ここでは５Ｖ）に固定され、
電流のみ一定制御となり、消費消費電力が低下する。従
って、図に示すように、電圧が９５Ｖより電圧が低下し
ても、入力電流Ｉｉｎは増加せず家庭用コンセント定格
（１５Ａ）を越えることはない。

【００３７】高周波出力が低い時（５００Ｗ）はスイッ
チ３７がＯＮすることにより、トランジスタ５１はＯＦ
Ｆとなり、分圧点（Ａ）は抵抗２３と抵抗２４に依存さ
れ、図５（ｂ）に示すように、電源電圧にかかわらず消
費電力一定制御のみとしても、電源電圧が９０Ｖに低下
しても、入力電流Ｉｉｎは増加せず家庭用コンセント定
格（１５Ａ）を越えることはない。従って、電源電圧が
低下しても消費電力を低下させる必要がない。なお、高
周波出力の高低は、本実施の形態では７００Ｗ〜７５０
Ｗ程度を基準として判断可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、商用
電源を全波整流した直流電圧を高周波電圧に変換するイ
ンバータ電源と、このインバータ電源により駆動される
マグネトロンと、前記商用電源の電圧値を検出する入力
電圧検出手段と、前記マグネトロンに流れる入力電流を
電圧値に変換して検出する入力電流検出手段と、前記マ
グネトロンの高周波出力を設定するとともに設定された
出力に応じた電圧値を出力する出力設定手段と、前記入
力電圧検出手段の出力点に接続され、前記出力設定手段
により設定された高周波出力が高いときは、前記検出電
圧が所定の電圧以下のときに前記前記検出電圧を前記所
定の電圧に固定して出力させ、前記検出電圧が所定の電
圧を越えるときは前記検出電圧を前記所定の電圧のまま
として出力させ、前記高周波出力が低いときは、前記検
出電圧にかかわらず、前記所定の電圧のままとして出力
させる検出電圧変更手段と、前記入力電圧検出手段の検
出電圧値及び前記入力電流検出手段の検出電圧値を加算
した加算電圧値と前記出力設定手段の出力電圧値とを比
較し、この比較結果に応じた周波数により前記インバー
タ電源を駆動する制御手段と、を備え、前記高周波出力
が高いときに、所定の電源電圧範囲内では、前記電源電
圧の変動に対し消費電力を一定にし、かつ、所定の電源
電圧範囲外では、前記電源電圧の変動に対し電流を一定
にして消費電力を低下させ、前記高周波出力が低いとき
に、前記電源電圧の変動にかかわらず消費電力を一定に
させるので、高周波出力の高い時は、電源電圧が変動し
ても家庭用コンセントの定格を超えないようにすること
ができ、また、高周波出力が低い時は、家庭用コンセン
トの定格を超えないので、電源電圧が変動しても電力を
一定に保つのみで電力を低下させなくともよい。

【００３９】また、検出電圧変更手段は、定電圧源と、
入力電圧検出手段から出力された検出電圧が前記定電圧
源の電圧よりも低いときＯＮとなる第１のスイッチ手段
と、この第１のスイッチ手段と前記定電圧源の間に接続
され、出力設定手段により高い周波数を設定したときに
ＯＮとなり、低い高周出力を設定したときにＯＦＦとな
る第２のスイッチ手段と、を備えたので、入力電圧検出
手段の検出電圧の変更による電流及び電力制御を容易に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態である高周波加熱装置
を示す回路図である。

【図２】図１の具体的な構成を示す詳細回路図であ
る。

【図３】図１及び図２の動作を示すフローチャートで
ある。

【図４】基準電圧値Ｖ_Sと加算電圧値Ｖ_V＋Ｖ_Aの関係を
時間経過とともに示す特性図である。

【図５】電源電圧が変動した場合の入力電力及び入力
電流の関係を示す特性図である。

【図６】図２のＡ点の電圧特性図である。

【図７】従来の高周波加熱装置の回路図である。

【図８】図７の操作側制御部の詳細を示す回路図であ
る。

【図９】図７の電流側制御部の詳細を示す回路図であ
る。

【図１０】図７の電源電圧が変動した場合における入
力電力と入力電流の関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１商用電源、２フィルタ回路、３整流器、４平
滑回路、５共振回路、６コンデンサ、７昇圧トラ
ンス、８半導体スイッチング素子、９ダイオード、
１３マグネトロン、１４入力電圧検出手段、１５
入力電流検出手段、１６制御手段、１６ａ誤差増幅
器、１７出力設定手段、９５検出電圧変更手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉山直也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 AA10 BA08 CD02 DA15 DB03 DB11 DB15 DB16 DB17 5H730 AS12 AS14 BB43 BB51 CC01 DD02 FD11 FD41 FF09 FG07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電源を全波整流した直流電圧を高周
波電圧に変換するインバータ電源と、このインバータ電源により駆動されるマグネトロンと、前記商用電源の電圧値を検出する入力電圧検出手段と、前記マグネトロンに流れる入力電流を電圧値に変換して
検出する入力電流検出手段と、前記マグネトロンの高周波出力を設定するとともに設定
された出力に応じた電圧値を出力する出力設定手段と、前記入力電圧検出手段の出力点に接続され、前記出力設
定手段により設定された高周波出力が高いときは、前記
検出電圧が所定の電圧以下のときに前記前記検出電圧を
前記所定の電圧に固定して出力させ、前記検出電圧が所
定の電圧を越えるときは前記検出電圧を前記所定の電圧
のままとして出力させ、前記高周波出力が低いときは、
前記検出電圧にかかわらず、前記所定の電圧のままとし
て出力させる検出電圧変更手段と、前記入力電圧検出手段の検出電圧値及び前記入力電流検
出手段の検出電圧値を加算した加算電圧値と前記出力設
定手段の出力電圧値とを比較し、この比較結果に応じた
周波数により前記インバータ電源を駆動する制御手段
と、を備え、前記高周波出力が高いときに、所定の電源電圧範囲内で
は、前記電源電圧の変動に対し消費電力を一定にし、か
つ、所定の電源電圧範囲外では、前記電源電圧の変動に
対し電流を一定にして消費電力を低下させ、前記高周波
出力が低いときに、前記電源電圧の変動にかかわらず消
費電力を一定にさせることを特徴とする高周波加熱装
置。
【請求項２】検出電圧変更手段は、定電圧源と、入力電圧検出手段から出力された検出電圧が前記定電圧
源の電圧よりも低いときＯＮとなる第１のスイッチ手段
と、この第１のスイッチ手段と前記定電圧源の間に接続さ
れ、出力設定手段により高い周波数を設定したときにＯ
Ｎとなり、低い高周出力を設定したときにＯＦＦとなる
第２のスイッチ手段と、を備えたことを特徴とする請求
項１記載の高周波加熱装置。