JP2009252619A - マイクロ波処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイクロ波発生部10は発振部11、分配部12、マイクロ波増幅部13a、13b、15a、15b、位相可変器18、反射電力検出部19a、19b、駆動電力検出器38a、38bで構成し、被加熱物を収納する加熱室100にマイクロ波を供給する。この供給動作中に加熱室からの反射電力とマイクロ波増幅部の駆動電力に基づき、半導体素子の電力損失量を演算し、半導体素子が熱破壊しないように発振周波数および/またはマイクロ波増幅部の駆動電圧を制御する。
【選択図】図1
Description
技術を総合的に組み合したとしても困難である。この困難さは加熱室から反射してマイクロ波発振部側に戻ってくるマイクロ波電力によって半導体素子を熱破壊に至らしめる重要な実用課題を有する。
第1の規定値を超過している場合はマイクロ波増幅部の駆動電力を低減制御し電力損失量を第1の規定値以下になるように制御することで、半導体素子の熱破壊を防止しながらさまざまな形状・種類・量の異なる被加熱物を効率よく加熱することができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるマイクロ波処理装置の構成図、図2は図1の実装構成図である。
可変範囲の下限である2400MHzに到達すると1MHzピッチで周波数を高く変化させ、2450MHzに到達すると再び0.1MHzピッチで周波数可変範囲の上限である2500MHzまで変化させる。この周波数可変の中で反射電力検出器19a、19bから得られる反射電力を記憶し、S13に進む。S13では、二つ反射電力検出器から得た反射電力の合計値が最小となる周波数(f1)を選定する。次のS14では、反射電力最小の周波数における各給電部が受ける反射電力値に基づいて被加熱物を加熱実行する時に生じるマイクロ波増幅部のそれぞれの電力損失量(予め既定した駆動電圧および検出した反射電力量に対応して流れるであろう駆動電流の推定値に基づいて計算)を演算し第1の規定値と比較する。この第1の規定値は、マイクロ波発生部に組み込まれた放熱構成に基づいて決定したマイクロ波増幅部の半導体素子が許容する最大熱損失量としている。なお、この規定値は、絶対値とする方法と、マイクロ波増幅部の出力に対する相対比率値とする方法のいずれでも構わない。
位相差を変化させ、この位相差可変制御において最小の反射電力を呈する位相差に位相可変器18を設定してS24に進む。
位相差を確実に制御させることができる。
次に図2に示したマイクロ波増幅部のユニット構成要素である熱伝導が大きい金属材料で構成した放熱部30a、30bの温度を検出する温度検出部37a、37bを利用した制御内容について説明する。
11 マイクロ波発振部
12 電力分配部
13a、13b、15a、15b マイクロ波増幅部
19a、19b 反射電力検出部
22 駆動電源部
23 制御部
30a、30b 放熱部
31a、31b、34 通流部(冷却手段)
32 水タンク(冷却手段)
33 送水ポンプ(冷却手段)
35 冷却ファン
36a、36b 空間の温度検出部
37a、37b 放熱部の温度検出部
38a、38b 駆動電力検出部
100 加熱室
105、106 放射手段(給電部)
Vg1、Vg2 ゲート電圧
Claims (6)
- 被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生させる半導体素子を用いたマイクロ波発振部と前記マイクロ波発振部が発生するマイクロ波を増幅するマイクロ波増幅部とで構成したマイクロ波発生部と、前記マイクロ波増幅部の出力を前記加熱室に供給する給電部と、前記給電部が前記加熱室から受け取る電力量を検出する反射電力検出部と、前記マイクロ波増幅部を駆動する電力を検出する駆動電力検出部と、前記反射電力検出部および駆動電力検出部のそれぞれの検出信号に基づいて前記マイクロ波増幅部の電力損失量を演算する制御部とを備え、前記制御部は、前記電力損失量を第1の規定値以下とするように前記マイクロ波発生部の発振周波数の選択および/または前記マイクロ波増幅部の駆動電力を可変制御するマイクロ波処理装置。
- 被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生させる半導体素子を用いたマイクロ波発振部と前記マイクロ波発振部が発生するマイクロ波を複数分配する電力分配部と前記電力分配部の出力をそれぞれ増幅する複数のマイクロ波増幅部とで構成したマイクロ波発生部と、前記マイクロ波増幅部の出力を前記加熱室にそれぞれ供給する複数の給電部と、前記給電部が前記加熱室から受け取る電力量をそれぞれ検出する複数の反射電力検出部と、前記マイクロ波増幅部を駆動する電力をそれぞれ検出する複数の駆動電力検出部と、前記反射電力検出部および駆動電力検出部のそれぞれの検出信号に基づいて前記マイクロ波増幅部のそれぞれの電力損失量を演算する制御部とを備え、前記制御部は、前記マイクロ波増幅部のそれぞれの電力損失量を第1の規定値以下とするように前記マイクロ波増幅部のそれぞれの駆動電力を個別に可変制御するマイクロ波処理装置。
- マイクロ波増幅部を配置した空間の温度を検出する温度検出部を設け、温度検出部の検出信号に基づいて、対象となるマイクロ波増幅部の第1の規定値をそれぞれ演算し補正することとした請求項1または2に記載のマイクロ波処理装置。
- マイクロ波増幅部には電力損失量を放熱させる放熱部と前記放熱部を冷却する冷却手段を設け、放熱部の温度が第2の規定値以下になるように冷却手段の冷却能力を制御した請求項1または2に記載のマイクロ波処理装置。
- マイクロ波増幅部には電力損失量を放熱させる放熱部を設け、放熱部の温度に基づいて第1の規定値をそれぞれ補正することとした請求項1または2に記載のマイクロ波処理装置。
- マイクロ波増幅部に用いる半導体素子はノーマリーオン型の電界効果トランジスタとし、ゲート電圧を変化させることで駆動電力を制御することとした請求項1または2に記載のマイクロ波処理装置。
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