JP2769230B2 - 交直両用電子レンジの変圧器制御方式 - Google Patents

交直両用電子レンジの変圧器制御方式

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JP2769230B2 JP2136856A JP13685690A JP2769230B2 JP 2769230 B2 JP2769230 B2 JP 2769230B2 JP 2136856 A JP2136856 A JP 2136856A JP 13685690 A JP13685690 A JP 13685690A JP 2769230 B2 JP2769230 B2 JP 2769230B2
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直樹 赤澤
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,高周波エネルギーを出力するマグネトロン
に変圧器を介して電力を供給する交直両用の電子レンジ
において,交(商用)直いずれの電源においても1つの
変圧器でマグネトロンに同一電圧を供給するようにした
交直両用電子レンジの変圧器制御方式に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
近来,調理用等の電子レンジは,業務用としては勿論
のこと,家庭用としても一般に普及するようになった。
また,クルーザやキャンピングカーを利用するレジャー
における調理用等としても,電子レンジは有効である。
従って,これらレジャー用の大型のクルーザやキャンピ
ングカーなどには,比較的に容量の大きなバッテリが搭
載されていることから,商用交流電源およびバッテリ電
源の何れでも使用できる交直両用電子レンジも出現して
いる。
第4図は,電子レンジが交流,直流の何れでも運転可
能になるように構成しようとする場合の基本構成図であ
って,本発明の前提として考慮された構成図を示す。以
下,第4図を便宜上前提構成例という。第4図において
は,図示されている如く,既存の(即ち内蔵されてい
る)交流電源用の変圧器31に対してバッテリ電源用の変
圧器32の出力を2次側で接続すると共に,直流電圧を交
流電圧に変換するインバータ33をもうけ,高周波エネル
ギーを出力するマグネトロン34に電力を供給する。な
お,Sは電源切替用のスイッチである。即ち,交流電源用
の変圧器31とバッテリ電源用の変圧器32とを個別にそな
え,スイッチSを切り替えることにより,交流電源を使
用する場合には,上記内蔵の変圧器31を介してマグネト
ロン34に高電圧を供給し,バッテリ電源を使用する場合
には,上記別置の変圧器32を介してマグネトロン34に高
電圧を供給するように構成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上説明した前提構成例には,下記の如き非所望な課
題が存在する。即ち, 第4図図示前提構成例では,マグネトロン34に対す
る供給電圧を変成する高電圧用の変圧器として,交流電
源用の変圧器31とバッテリ電源用の変圧器32とを個別に
そなえている。従って,変圧器の設置スペースが大きく
なると共に,重量も大となるため,大型かつ高コストと
なる。
勿論,この点を解決するために,第4図図示の前提
構成例に代えて,バッテリ電源を用いて商用電源と同じ
電圧と周波数をもつ交流電圧を生成すべく,バッテリに
よって駆動されるコンバータをもうけ,当該コンバータ
の出力に既存の電子レンジ(内蔵された変圧器31をも
つ)を接続することが考えられる。しかし,この方式の
場合には商用周波数の高電力コンバータが必要となって
しまう。
そこでバッテリ電源を交流電圧に変換するインバー
タを備え,当該インバータの交流電圧を印加する1次巻
線及び商用交流電源が印加される1次巻線を変圧器の1
次側にそれぞれ巻回すると共に,その2次側には共通の
2次巻線を巻回し,1つの変圧器にこれらの巻線を行うこ
とが考えられる。しかしながらこの場合にもインバータ
から1次巻線に印加する交流電圧の周波数を商用電源と
同一にしているため,そして商用電源印加時には磁束密
度が18,000ガウス程度の飽和状態を必要とするリーケー
ジ特性を持たせ,またインバータからの交流電圧印加時
には磁束密度が13,000ガウス位の未飽和状態を必要とす
るリーケージ特性なしにしなければならないので,共通
の2次巻線に発生する出力電圧が両者間で一定にできな
かった。
ここで周波数をf,共通の2次巻線の巻数をn,磁束密度
をB,2次巻線が巻回されているコア断面積をSとしたと
き,共通の2次巻線に発生する出力電圧Eは, E=4.44 f・n・B・S ……(1)式 で示される。
その上電子レンジのマグネトロン電圧は,上記共通の
2次巻線に発生する出力電圧波形の波高値によって決ま
るので,第5図(I)で示されるインバータの矩形波の
電圧波形の場合,同図(II)で示される商用交流電源の
正弦波の場合よりその電圧を高くする必要があり,当該
インバータの交流電圧が印加される1次巻線の巻数を減
らさなければならない。そのため磁束密度Bが上がって
しまい,この方式も実用化されていなかった。
本発明は,上記の如き課題に鑑みなされたものであ
り,上記の方式を継承しつつ変圧器の2次側に巻回さ
れている共通の2次巻線に交直ともに同一の出力電圧を
発生させることができる交直両用電子レンジの変圧器制
御方式を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために,本発明の交直両用電子レ
ンジの変圧器制御方式は, 直流を交流に変換するインバータを備え,高周波エネ
ルギーを出力するマグネトロンに変圧器を介して電力を
供給する交直両用の電子レンジにおいて, 商用交流電圧が供給される第1の1次巻線と上記イン
バータの交流電圧が供給される第2の1次巻線と上記マ
グネトロンに接続される2次巻線とを上記の1つの変圧
器に巻回し, 上記インバータから第2の1次巻線に供給される交流
電圧の周波数が商用交流電源に比べ高く選ばれること
で,上記変圧器の2次巻線に同一電圧を発生させるよう
にと構成するものである。
そして,好ましくは,変圧器の2次巻線に発生する電
圧を同一のものとなるように制御すべく, 変圧器の2次巻線側の電流に応じて,インバータの出
力する交流電圧の周波数を制御する周波数制御部や, 変圧器の2次巻線側の電流に応じて,インバータの出
力する交流電圧の位相を制御する位相制御部や, インバータに入力される直流電圧に応じて,インバー
タの出力する交流電圧の位相を制御する入力電圧位相制
御部を備えるよう構成する。
〔作 用〕
本発明を用いることで,商用交流電源の交流電圧とイ
ンバータにより変換された交流電圧とを1つの変圧器で
変圧する構成を採るときにあっても,商用交流電源を用
いるときに発生する2次巻線側の交流電圧の波高値と,
インバータの交流電圧出力を用いるときに発生する2次
巻線側の交流電圧の波高値とを,インバータの交流電圧
が印加される1次巻線の巻数を減らさないでも同一のも
のにできるようになる。これから,交直両用電子レンジ
の備える変圧器を1つのもので実装できることになり,
これにより,交直両用電子レンジの軽量化,コンパクト
化が実現できるようになるのである。
〔実施例〕
以下,実施例に従って本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例における基本構成図,第2
図は本発明を構成する電圧制御回路の一実施例構成,第
3図は本発明を構成する電圧制御回路の他の実施例構成
である。
第1図において,図中の符号1は変圧器,1−1は第1
の1次巻線,1−2は第2の1次巻線,1−3は第1の2次
巻線,1−4は第2の2次巻線,1−5,1−6は変流器,2は
マグネトロン,3はインバータ,4はバッテリ,5は電圧制御
回路,6はファン,7は表示灯,8はギアードモータ,9はコン
セント,S1,S2はスイッチを表している。
第1図図示実施例は,スイッチS1およびS2を操作する
ことにより,AC電源およびバッテリ4を電源とするDC電
源の何れの電源からも駆動可能な電子レンジである。即
ち,AC電源により駆動される場合,スイッチS1をオン状
態,スイッチS2をオン状態にすることにより,変圧器1
における第1の1次巻線1−1にAC電圧が印加され,第
2の2次巻線1−4に誘起された高電圧を倍電圧整流し
てマグネトロン2が駆動される。また,バッテリ4を電
源とするDC電源により駆動される場合,スイッチS1をオ
フ状態,スイッチS2をオン状態にすることにより,イン
バータ3を介して変圧器1の第2の1次巻線1−2にAC
電圧が印加され,第2の2次巻線1−4に誘起された高
電圧を倍電圧整流してマグネトロン2が駆動される。こ
のインバータ3から変圧器1の第2の1次巻線1−2に
印加されるAC電圧の周波数は,AC電源,すなわち商用交
流電源の周波数よりも高い周波数,例えば70〜300Hzが
選ばれている。
この様に第2の1次巻線1−2に,第1の1次巻線1
−1に印加される商用交流電源の周波数50/60Hzより高
い周波数を印加することにより,前述式(1)の磁束密
度Bをリーケージ特性なしの13,000ガウス位にすると共
に当該周波数fの値を高くすることにより変圧器1の第
2の2次巻線1−4に発生する波高値を商用交流電源の
場合と全く同一電圧にすることができる。
なお,第1の2次巻線1−3は,マグネトロン2に対
するヒータ電流を供給するものである。また変流器1−
6はこのヒータ電流を検出するために設けられたもので
ある。
DC電源により駆動される場合にも,第1の1次巻線1
−1に誘起される商用電圧相当のAC電圧により,電子レ
ンジに付設されているファン6,表示灯7,ターンテーブル
駆動用のギアードモータ8等が駆動され,コンセント9
にも上記AC電圧が供給される。なお,AC電源により駆動
される場合,当該AC電源により上記ファン6,表示灯7,タ
ーンテーブル駆動用のギアードモータ8等が駆動され,
コンセント9にも当該AC電圧が供給されることは言うま
でもない。また,変流器1−5は負荷電流に対応する制
御を行うために設けられているものである。
このように,マグネトロン2に供給される高電圧を発
生する変圧器1が1個にまとめられているため,変圧器
をAC電源用とDC電源用とに対応させて2個の変圧器を有
する前提構成例(第4図図示)と比較して,変圧器の大
きさは約2/3となる。
第2図は電圧制御回路5の一実施例構成を示してお
り,符号1−2,1−5,1−6,3,5は第1図のものに対応し
ている。符号11はCPU,12はOPアンプ,13はCPL11の中に展
開される周波数制御部を表している。
DC電源により駆動される場合,インバータ3により変
圧器1の第1及び第2の2次巻線1−3,1−4に所定のA
C電圧が発生されるが,マグネトロン2に流れる負荷電
流とマグネトロン2のヒータに流れるヒータ電流との出
力電流に応じてインバータ3の出力周波数を変えること
により,第2の2次巻線1−4に発生する電圧を常に一
定にすることができる。
マグネトロン2に流れる負荷電流IZは変流器1−5に
よって検出され,またマグネトロン2のヒータに流れる
ヒータ電流IHは変流器1−6によって検出される。この
負荷電流IZとヒータ電流IHはOPアンプ12で加算され,CPU
11に入力される。当該CPU11の中に展開される周波数制
御部13は,OPアンプ12から入力されてくる上記出力電流
(IZ+IH)の変動に応じて,インバータ3に対しその出
力周波数を制御させる。すなわち第2の1次巻線1−2
に印加される交流電圧の周波数が変化し,第2の2次巻
線1−4に発生する電圧を常に一定にするようなフィー
ドバックが掛かる。
第3図は電圧制御回路5の他の実施例構成を示してお
り,符号11,13は第2図のものに対応している。符号12
−i(i=1〜3)はOPアンプ,14はCPU11の中に展開さ
れる位相制御部,15はCPU11の中に展開される入力電圧位
相制御部である。ここで,OPアンプ12−1は,第2図に
示したOPアンプ12に相当する。
この第3図に示した電圧制御回路5では,周波数制御
部13による周波数制御に加えて,位相制御部14を備え
て,この位相制御部14の処理に従って,OPアンプ12−2
により加算される負荷電流IZ及びヒータ電流IHの加算値
に応じてインバータ3の出力する交流電圧の位相を制御
することで,第2の2次巻線1−4に発生する電圧を一
定にするフィードバックを掛け,あるいは入力電圧位相
制御部15を備えて,この入力電圧位相制御部15の処理に
従って,OPアンプ12−3により検出されるバッテリ4の
電圧値に応じてインバータ3の出力する交流電圧の位相
を制御することで、第2の2次巻線1−4に発生する電
圧を一定にするフィードバックを掛ける構成を採ってい
る。この構成を採ることで,第2の2次巻線1−4に発
生する電圧をより一層所望のものに維持できることにな
る。
〔発明の効果〕
以上説明した如く,本発明によれば,商用交流電源の
周波数より高い周波数を変圧器の1次巻線側に印加する
ことにより,1つの変圧器で交直両用の2次巻線を施すこ
とができ,小型化,軽量化が可能となる。しかも交直い
ずれの場合においてもマグネトロンに印加される電圧波
高値を同等にすることができる。
またDC電源で駆動する場合は,マグネトロンに常に一
定の電圧を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における基本構成図,第2図
は電圧制御回路の一実施例構成,第3図は電圧制御回路
の他の実施例構成,第4図は本発明の前提として考慮さ
れた交直両用電子レンジの基本構成例,第5図(I),
(II)はマグネトロンに印加される直流電源・交流電源
のときの各電圧波形図を示している。 図中,1は変圧器,1−1は第1の1次巻線,1−2は第2の
1次巻線,1−3は第1の2次巻線,1−4は第2の2次巻
線,1−5,1−6は変流器,2はマグネトロン,3はインバー
タ,4はバッテリ,5は電圧制御回路,6はファン,7は表示
灯,8はギアードモータ,9はコンセント,11はCPU,12はOP
アンプ,13は周波数制御部,14は位相制御部,15は入力電
圧位相制御部である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−164462(JP,A) 特開 昭62−104483(JP,A) 特開 平3−196486(JP,A) 特開 平2−306573(JP,A) 特開 平3−81989(JP,A) 実開 昭51−41909(JP,U) 実開 昭64−51295(JP,U) 実開 昭61−153992(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 6/66 H05B 6/68

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流を交流に変換するインバータを備え、
    高周波エネルギーを出力するマグネトロンに変圧器を介
    して電力を供給する交直両用の電子レンジにおいて、 商用交流電圧が供給される第1の1次巻線と、上記イン
    バータの交流電圧が供給される第2の1次巻線と、上記
    マグネトロンに接続される2次巻線とを上記の1つの変
    圧器に巻回し、 上記インバータから第2の1次巻線に供給される交流電
    圧の周波数が商用交流電源に比べ高く選ばれることで、
    上記変圧器の2次巻線に同一電圧を発生させるようにし
    たことを、 特徴とする交直両用電子レンジの変圧器制御方式。
  2. 【請求項2】請求項1記載の交直両用電子レンジの変圧
    器制御方式において、 変圧器の2次巻線側に流れる電流を検出する電流検出器
    と、 当該電流検出器が検出する2次巻線側の電流に応じてイ
    ンバータが出力する交流電圧の周波数を制御すること
    で、変圧器の2次巻線に発生する電圧を同一のものに制
    御する周波数制御部とを備えたことを、 特徴とする交直両用電子レンジの変圧器制御方式。
  3. 【請求項3】請求項1記載の交直両用電子レンジの変圧
    器制御方式において、 変圧器の2次巻線側に流れる電流を検出する電流検出器
    と、 当該電流検出器が検出する2次巻線側の電流に応じてイ
    ンバータが出力する交流電圧の位相を制御することで、
    変圧器の2次巻線に発生する電圧を同一のものに制御す
    る位相制御部とを備えたことを、 特徴とする交直両用電子レンジの変圧器制御方式。
  4. 【請求項4】請求項1記載の交直両用電子レンジの変圧
    器制御方式において、 インバータに入力される直流電圧に応じて当該インバー
    タが出力する交流電圧の位相を制御することで、変圧器
    の2次巻線に発生する電圧を同一のものに制御する入力
    電圧位相制御部を備えたことを、 特徴とする交直両用電子レンジの変圧器制御方式。
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