JP2931060B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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JP2931060B2 JP2248389A JP24838990A JP2931060B2 JP 2931060 B2 JP2931060 B2 JP 2931060B2 JP 2248389 A JP2248389 A JP 2248389A JP 24838990 A JP24838990 A JP 24838990A JP 2931060 B2 JP2931060 B2 JP 2931060B2
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洋俊 大塚
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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、電子レンジなどのマグネトロンに電力を供
給する装置に関する。
[従来の技術] 電子レンジなどのマグネトロンにインバータを使用し
て電力を供給する装置としては、例えば、特開昭62−15
2374号公報などに開示された装置がある。
第4図はこの従来装置の回路図である。図において、
(1)は交流電源、(2)は全波整流回路、(3)はイ
ンダクタ、(4)はコンデンサ、(5)は出力トラン
ス、(6)はコンデンサ、(7)は回生ダイオード、
(8)はスイッチングデバイスであり、ここではトラン
ジスタで構成されている。(9)はマグネトロン、(1
0)はダイオード、(11)はコンデンサ、(12)は制御
回路、(13)は駆動回路である。
第5図はこの従来の装置の動作時の各波形を示す波形
図であり、(ア)はトランジスタ(8)のコレクターエ
ミッタ間電圧Vceの包絡線、(イ)は制御回路(12)の
出力信号波形、(ウ)はトランジスタ(8)のコレクタ
ーエミッタ間電圧Vceの拡大波形、(エ)は同じく、ト
ランジスタ(8)のコレクタ電流波形をそれぞれ示す。
第5図(エ)の斜線は、実際は回生ダイオード(7)を
流れる電流である。
以上のように構成された装置においては、交流電源
(1)が投入されトランジスタ(8)が制御回路(12)
の出力信号により高周波でオン/オフし、出力トランス
(5)にマグネトロン(9)への印加電圧を発生する。
ここで、全波整流回路(2)の出力電圧は平滑されてお
らず、リップルの大きい脈流電圧であるが、このうち瞬
時値の高い期間に対応してトランジスタ(8)のコレク
ターエミッタ間の耐電圧を高くしなければならない。こ
のためトランジスタ(8)のオン期間を、全波整流回路
(2)の出力電圧瞬時値の低い期間(第5図(ア)のA
部)では長くし、逆に全波整流回路(2)の出力電圧瞬
時値の高い期間では短くする。これによりトランジスタ
(8)のコレクターエミッタ間電圧を全波整流回路
(2)の出力電圧瞬時値の高い期間においても、できる
だけ低く抑制できる。またマグネトロン(9)の出力を
定格(全出力)から低下させるように制御する場合に
も、このように、トランジスタのオン/オフ期間比率を
変化させて行っていた。しかし、このようにトランジス
タのオン/オフ期間比率を変化させても、A部はインバ
ータ(2)への入力直流電圧が低いことから、トランジ
スタ(8)の電圧は低く、出力トランス(5)の発生電
圧も低くなってしまう。そのため、マグネトロン(9)
の出力を少なくしようとしてトランジスタのオン期間を
全体に短くすると出力トランスに設けたマグネトロンの
フイラメント加熱巻線(5F)の出力も同時に低下してし
まうので、マグネトロンのフイラメント温度が低下して
マグネトロン動作に支障をきたす恐れがあった。
[発明が解決しようとする課題] 従来の装置では、マグネトロンの出力を少なくしよう
とすると、同時にマグネトロンのフイラメント加熱巻線
(5F)の出力も同時に低下すてしまい、マグネトロン動
作に支障をきたす恐れかあった。
本発明は上記のような課題を解決するためになされた
ものであり、マグネトロンの出力を少なくしながら、マ
グネトロンのフイラメント加熱の低下を抑制できる装置
を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] このため、本発明に係わる高周波加熱装置は、制御手
段の信号によりオン、オフ駆動されるスイッチングデバ
イスの動作により、出力トランスに高周波電力を発生さ
せるインバータと、このインバータへの入力源として、
交流電源を全波整流した直流電源とこの直流電源のピー
ク値よりも低いピーク値を有する低圧直流電源とを備
え、上記出力トランスにはマグネトロンのフイラメント
加熱用の出力巻線とを備えたものである。
[作用] 本発明に係わる高周波加熱装置は、マグネトロンの出
力を定格(全出力)から低下させるように制御する場合
には、制御手段によりスイッチングデバイスのオン期間
比率を変化させて行い、かつ、交流電源を全波整流した
直流電源の瞬時値が低い期間では、低圧直流電源からイ
ンバータに電力を供給するようにすることにより、マグ
ネトロンのフイラメントの加熱を確保する。
[実施例] 以下、本発明を実施例により説明する。
第1図は本発明の一実施例による回路図を示し、第4
図に示す従来例と同一(相当)構成要素は同一符号を付
した。
図において、(1)は交流電源、(2)は全波整流回
路、(3)はインダクタ、(4)はコンデンサ、(5)
は比較的大きなリーケージインダクタンスを有する出力
トランス、(5F)はフイラメント加熱巻線、(5S)は二
次巻線であり、(6)はコンデンサ、(7)は回生ダイ
オード、(8)はスイッチングデバイスで、ここではト
ランジスタで構成されており、出力トランス(5)、コ
ンデンサ(6)、回生ダイオード(7)、トランジスタ
(8)によりインバータが構成されている。(9)はマ
グネトロン、(10)はダイオード、(11)はコンデン
サ、(12)は制御回路、(14)は低圧直流電源、(14
a)は逆阻止及び電荷の放電用のダイオード、(14b)は
電源である。
第2図は動作の説明のための波形図であり、第2図
(カ)はインバータの入力直流電圧波形であり、B部は
低圧直流電源(14)の電圧を示し、破線は交流電源
(1)を全波整流した場合の電圧を示す。第2図(キ)
はマグネトロン(9)の出力が大きい時のマグネトロン
電流の包絡線、第2図(ク)はこのときの出力トランス
二次巻線(5S)の電圧、第2図(ケ)はマグネトロン
(9)の出力が少ない時のマグネトロン電流の包絡線、
第2図(コ)はこのときの出力トランス二次巻線の電圧
をそれぞれ示す。
以上のように構成された装置において、制御回路(1
2)がオン/オフの信号を発生すると、第4図の装置と
同様にして、トランジスタ(8)の電圧及び電流は第5
図(ウ)の如くなり、出力トランス(5)に高周波電圧
を発生する。また、マグネトロン(9)は電流が流れて
いる時、すなわち、発振して(マイクロ波を発生して)
いる時は、マグネトロン端子電圧がほぼ一定(通常役4K
V)になるという特性がある。出力トランス(5)はリ
ーケージインダクタンスが大きいので、マグネトロン
(9)に電流が流れる時、すなわち、発振している期間
では、二次巻線電圧がほぼ一定になる。さらに、この出
力トランス(5)に設けたフイラメント加熱巻線(5F)
の電圧は、二次巻線電圧とほぼ相似になる。従って、ト
ランジスタ(8)のオン期間比率の大きな時は、第2
(キ)のようにマグネトロンの出力が大きい。ここで、
前述のようにフイラメント加熱巻線(5F)の電圧は、ほ
ぼ第2図(ク)と対応し、これと相似である。次に、ト
ランジスタのオン期間比率の小さい時は、二次巻線電圧
が第2図(コ)のようになる。このときも、マグネトロ
ン(9)に電流が流れていない期間にもマグネトロン
(9)が発振しない範囲で、フイラメント加熱巻線(5
F)の電圧を高くするようにトランジスタのオン期間比
率を適切に設定すれば、フイラメント加熱巻線の電圧の
低下を抑制できる。これは、出力の大小によらず第2図
(カ)に示すB部では、マグネトロン(9)を殆ど発振
させずに、この期間ではフイラメント加熱電力を得るよ
うにしているためである。
従来の装置では、この期間(第5図(ア)A部相当)
はインバータへの入力直流電圧自体が低いので、この期
間でのフイラメント加熱電力が全体のフイラメント加熱
電力に寄与する割合は小さく、マグネトロン(9)の動
作に支障をきたす。
第3図は制御回路(12)の一例を示す回路図であり、
インバータの入力直流電圧に対応して反転した反転回路
(12b)の信号と、のこぎり波発生回路(127)の信号電
圧とを比較回路(128)により比較した出力信号から、
トランジスタ(8)を駆動する信号を駆動回路(129)
により形成する。可変抵抗(122)はマグネトロン
(9)の出力の大小を設定できる。この出力設定方法は
可変抵抗(122)以外にも、抵抗(125)の可変あるいは
その他の手段を用いてもよい。
なお、低圧直流電源(14)からはほとんどマグネトロ
ン(9)の発振点力は供給しないので、この低圧直流電
源(14)の容量は少なくて済む。
インバータの構成は上記実施例に限定されず、共振用
コンデンサ(6)がトランジスタ(8)と直列接続で
も、並列接続でもよい。スイッチングデバイスとしてバ
イポーラトランジスタ以外の素子の使用は可能であり、
例えば、パワーMOS FETの場合では、回生ダイオード
(7)は素子に寄生して等価的に備えられているので、
必ずしも必要でない。要するに、スイッチングデバイス
の制御により、出力トランス(5)の出力電圧を制御し
マグネトロン(9)の出力の大小を制御できるものであ
ればよい。
さらに、出力トランス(5)のリーケージインダクタ
ンスは、マグネトロン(9)の発振中はその二次巻線電
圧が略一定にできる程度であればよく、必要に応じて二
次巻線に直列にインピーダンスを挿入してもよい。出力
トランス(5)の二次側のマグネトロン負荷回路の構成
は上記実施例に限定されるものではなく、適宜変形して
もよい。
[発明の効果] 以上のように本発明の装置では、マグネトロンの出力
を少くしても、マグネトロンのフイラメント加熱の低下
を抑制できるので、マグネトロンの出力制御ができる範
囲を広げる記事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の回路
図、第2図はこの装置の動作を説明するための波形図、
第3図は第1図の装置の制御回路の一例を示す回路図、
第4図は従来装置の回路図、第5図は従来装置の動作説
明のための波形図である。 図おいて、(1)は交流電源、(2)は全波整流回路、
(3)はインダクタ、(5)は出力トランス、(8)は
スイッチングデバイス、(9)はマグネトロン、(12)
は制御回路、(14)は低圧直流電源である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当不分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菱山 弘司 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 佐藤 隆志 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 須永 良三 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 (56)参考文献 特開 昭53−112537(JP,A) 実開 平1−121297(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 6/48 - 6/50 H05B 6/66 - 6/68 H05B 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流電圧を全波整流する直流電源と、この
    直流電源から出力された全波整流の電圧を高周波電圧に
    変換するインバータと、このインバータで変換された高
    周波電圧をマグネトロンに供給するリーケージインダク
    タンスを有する出力トランスと、インバータを構成する
    スイッチングデバイスのオン期間比率を変化させて前記
    マグネトロンへの供給電力を制御する電力制御手段と、
    前記出力トランスに設けられてマグネトロンのフィラメ
    ント加熱用出力を発生する巻線とを備えた高周波加熱装
    置において、直流電源の出力電圧ピーク値よりも低い直
    流電圧を出力する低圧直流電源と、マグネトロンを駆動
    させる期間以外の期間でインバータより前記低圧直流電
    源の直流電圧を入力源としてマグネトロンのフィラメン
    ト加熱用巻線に出力を発生させる出力発生手段とを具備
    したことを特徴とする高周波加熱装置。
  2. 【請求項2】前記低圧直流電源は、前記直流電源より出
    力される全波整流の電圧ピーク値の1/2乃至1/3に相当し
    た直流電圧を有する電源と、この電源に直流電源からの
    電流が流入することを阻止する電流阻止ダイイオードと
    を具備したことを特徴とする請求項1記載の高周波加熱
    装置。
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