JP3404894B2 - 高周波加熱調理器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ電源を用い
てマグネトロンを駆動させる高周波加熱調理器に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】以下に従来の高周波加熱調理器につい
て、図３に基づいて説明する。１は商用電源２は整流ブ
リッジで、単方向電源３を構成している。単方向電源３
の出力は、平滑回路４を介してインバータ回路５に接続
している。インバータ回路５は、共振コンデンサ６・ス
イッチング素子７を有しており、昇圧トランス８の１次
巻線９にこの出力を加えている。昇圧トランス８の２次
側は、マグネトロン１８に供給する高電圧を発生する２
次高圧巻線１０と、マグネトロン１８のカソード１７に
供給する電圧を発生するヒータ巻線１１と、前記２次高
圧巻線１０の電圧を検知する２次電圧検知巻線１２とが
用意されている。２次高圧巻線１０の出力は、高圧コン
デンサ１３と２個の高圧ダイオード１４とで構成した倍
電圧整流回路１５を介して、マグネトロン１８に接続し
ている。マグネトロン１８のカソード１７には、チョー
クコイル１６を介して前記ヒータ巻線１１の出力が接続
されている。

【０００３】前記スイッチング素子７を駆動する駆動回
路は、商用電源の一端に接続したカレントトランス２０
の出力から入力電流を検知する入力電流検知回路２１
と、この入力電流検知回路２１と前記２次電圧検知巻線
１２の出力から２次電圧を検知する２次電圧検知回路２
３の出力を受けて作動する駆動回路２２とから成ってい
る。

【０００４】以上の構成で、昇圧トランス８の２次高圧
巻線１０の出力を倍電圧整流回路１５を介して受けたマ
グネトロン１８が発振してマイクロ波を発生するもので
ある。このマイクロ波によって、図示していない調理物
が加熱調理されるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成の高周
波加熱調理器は、以下のような課題を有している。

【０００６】昇圧トランス８は、マグネトロン１８の低
ダイナミックインピーダンス特性をカバーするために、
リーケージインダクタンスを通常よりも大きくし、昇圧
トランスの２次側から１次側を見たインピーダンスを高
くした定電流源的特性を持たせる漏洩型トランスで構成
している。また、マグネトロン１８はカソード１７が適
正な温度に加熱されていなければ高インピーダンス特性
を示すものであることから、起動開始からヒータが十分
に加熱されるまでの非発振状態においてはアノード・カ
ソード間に定常時に比べて大きな無負荷電圧が印加され
るものである。この無負荷電圧は、マグネトロン１８や
高圧ダイオード１４の部品耐圧を超えるものである。

【０００７】そこで、従来の構成のものでは昇圧トラン
ス８に２次電圧検知巻線１２を設けてこの非発振状態を
検知し、この非発振時にはマグネトロン１８の発振時に
比べてスイッチング素子７の導通期間を短くして、非発
振時におけるアノード・カソード間電圧を部品耐圧範囲
内に抑えるようにしているものである。しかしこの結
果、マグネトロン１８はカソード１７が適正な温度に達
するまでの時間が長くなって、出力電力を高速で立ち上
げることができないものとなっている。

【０００８】本発明はこのような従来の構成が有してい
る課題を解決するもので、マグネトロンの立ち上がりに
要する時間を短縮して出力電力を高速で立ち上げること
ができ、かつ使用部品を耐圧定格の低いものとできる高
周波加熱調理器を提供することを第一の目的としてい
る。また前記第一の目的を達成するための第二の手段を
提供することを、第二の目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、商用電源を整流した単方向
電源と、スイッチング素子と共振コンデンサと平滑回路
とを有するインバータ回路と、前記インバータ回路の出
力を受ける１次巻線と、高電圧を発生する２次高圧巻線
と、前記２次高圧巻線の出力電圧を検知する２次電圧検
知巻線と、マグネトロンのカソードに供給する電圧を発
生するヒータ巻線とを有する昇圧トランスと、前記昇圧
トランスの出力を倍電圧整流する倍電圧整流回路と、マ
イクロ波を発生するマグネトロンを備え、前記昇圧トラ
ンスの２次高圧巻線は複数に分割しており、分割された
２次高圧巻線各々は切換手段によって前記倍電圧整流回
路に接続する構成として、マグネトロンが非発振状態に
おいては２次高圧巻線のインダクタンスをマグネトロン
の発振時に比べて小さくした高周波加熱調理器とするも
のである。

【００１０】また第二の目的を達成するための本発明の
第二の手段は、特に倍電圧整流回路に、マグネトロンに
流れるアノード電流を検出するカレントトランスを備え
た高周波加熱調理器とするものである。

【００１１】

【作用】本発明の第一の手段は、マグネトロンの出力が
最大となるスイッチング素子の導通時間でインバータを
動作させて、２次電圧検知回路がマグネトロンの非発振
状態を検知すると、コイル切換回路を駆動して昇圧トラ
ンスの２次高圧巻線の出力電圧を発振時に比べて小さく
するように作用するものである。この結果、倍電圧整流
回路によってマグネトロンに印加される電圧は部品の耐
圧範囲以下になり、同時に起動時にもマグネトロンのカ
ソードに印加するヒータ電力を最大にでき、マグネトロ
ンの発振までの立ち上がり時間を短縮できるものであ
る。

【００１２】また本発明の第二の手段は、マグネトロン
のアノード電流を検知することによって非発振状態を検
知し、この非発振時にはコイル切換回路３３を駆動し
て、昇圧トランス３０の２次高圧巻線のインダクタンス
が小さくなるように切り換えて、マグネトロン１８の立
ち上がりに要する時間を短縮して出力電力を高速で立ち
上げることができる高周波加熱調理器を実現するもので
ある。

【００１３】

【実施例】以下本発明の第一の手段の実施例について、
図１に基づいて説明する。１は商用電源２は整流ブリッ
ジで、単方向電源３を構成している。単方向電源３の出
力は、平滑回路４を介してインバータ回路５に接続して
いる。平滑回路４は、インバータ回路５を構成するスイ
ッチング素子７がスイッチング動作した場合に、このス
イッチング動作によって発生する電源ラインノイズを防
止する機能を併せ持っている。インバータ回路５は、共
振コンデンサ６・スイッチング素子７を有しており、昇
圧トランス３０の１次巻線９にこの出力を加えている。
昇圧トランス３０の２次側は、マグネトロン１８に供給
する高電圧を発生する２次高圧巻線３１と、マグネトロ
ン１８のカソード１７に供給する電圧を発生するヒータ
巻線１１と、前記２次高圧巻線３１の電圧を検知する２
次電圧検知巻線１２とが用意されている。

【００１４】本実施例では、この２次高圧巻線３１は複
数に分割されており切換スイッチ３２によって切り換え
られて、高圧コンデンサ１３と２個の高圧ダイオード１
４とで構成した倍電圧整流回路１５にこの電圧を供給し
ている。倍電圧整流回路１５の出力は、マグネトロン１
８に接続している。前記切換スイッチ３２は、昇圧トラ
ンス３０に設けている２次電圧検知巻線１２の出力を受
けて２次電圧を検知する２次電圧検知回路２３からの信
号を受けて作動するコイル切換回路３３によって駆動さ
れる。マグネトロン１８のカソード１７には、チョーク
コイル１６を介して前記ヒータ巻線１１の出力が接続さ
れている。

【００１５】またスイッチング素子７を駆動する駆動回
路は、商用電源１の一端に接続したカレントトランス２
０の出力から入力電流を検知する入力電流検知回路２１
と、この入力電流検知回路２１と前記２次電圧検知巻線
１２の出力から２次電圧を検知する２次電圧検知回路２
３の出力を受けて作動する駆動回路２２とから成ってい
る。

【００１６】以下本実施例の動作について説明する。本
実施例の基本動作は、従来の技術のものと同様、昇圧ト
ランス３０の２次高圧巻線３１の出力を倍電圧整流回路
１５を介して受けたマグネトロン１８が発振してマイク
ロ波を発生するものである。このマイクロ波によって、
図示していない調理物が加熱調理されるものである。

【００１７】このとき本実施例によれば、以下のように
してマグネトロン１８の立ち上がりに要する時間を短縮
しているものである。つまり、カソード１７の温度が十
分に高くなっていない間は、マグネトロン１８は高イン
ピーダンス特性を示してアノード・カソード間に電流は
流れないものである。このため、インバータ回路５が起
動を開始してから暫くは、リーケージインダクタンスが
大きい漏洩型トランスである昇圧トランス３０の２次高
圧巻線３１にはマグネトロン１８の発振時に比べて高い
出力電圧が発生するものである。２次電圧検知巻線１２
は、この２次高圧巻線の高い電圧を検知して２次電圧検
知回路２３にこの情報を伝達し、２次電圧検知回路２３
はマグネトロン１８が非発振状態であることを検知して
コイル切換回路３３を駆動するものである。つまり、２
次高圧巻線３１のインダクタンスを初期状態から小さく
なるように切り換えるものである。

【００１８】換言すれば、装置の起動時には、マグネト
ロン１８の出力が最大となるスイッチング素子７の導通
時間となるようにインバータ回路５を動作させて、この
ときマグネトロン１７が非発振状態であった場合には、
切換回路３２を作動させて２次高圧巻線３１に発生する
電圧を低く抑えるものである。この結果、倍電圧整流回
路１５を介してマグネトロン１８のアノード・カソード
に印加される電圧も、倍電圧整流回路１５を構成する高
圧ダイオード１４に印加される電圧も部品の耐圧以下に
抑えることができるものである。なおこのときマグネト
ロン１８ではほとんど電力が消費されないため、入力電
流を検知するカレントトランス２０・入力電流検知回路
２１によって制御されるスイッチング素子７は、最大導
通時間が駆動回路２２によって与えられているものであ
る。このため、ヒータ巻線１１からマグネトロン１８の
カソード１７に与えられる電力は最大となっており、し
たがってマグネトロン１８のカソード１７の温度は素早
く上昇し、発振可能状態に達するまでの時間は短いもの
となる。

【００１９】こうしてマグネトロン１８が発振を開始し
て、マイクロ波を発生し調理物の加熱を開始すると、リ
ーケージインダクタンスの大きい昇圧トランス３０の２
次高圧巻線３１に発生する電圧は降下するものである。
従って２次電圧検知巻線１２に発生する電圧も降下し
て、２次電圧検知回路２３はマグネトロン１８が発振状
態にあると判断して、コイル切換回路３２を再び駆動す
るものである。つまり、昇圧トランス３０の２次高圧巻
線３１のインダクタンスを初期状態に戻すものである。
こうして、リーケージインダクタンスによって下がろう
とする昇圧トランス３０の２次高圧電圧が適正値を保つ
ことができ、マグネトロン１８の発振が持続されるわけ
である。

【００２０】以上の様に本実施例によれば、昇圧トラン
ス３０の２次高圧巻線３１を複数に分割し、２次電圧検
知巻線１２の出力を受ける２次電圧検知回路２３がマグ
ネトロン１８が発振状態か非発振状態かを検知して、コ
イル切換回路３３を駆動して、非発振状態である場合に
は２次高圧巻線３１のインダクタンスを発振状態の時よ
りも小さくする構成として、マグネトロン１８や高圧ダ
イオード１４等の部品を保護しつつ、マグネトロン１８
の立ち上がりを急速に行うことができる高周波加熱調理
器とするものである。

【００２１】次に本発明の第二の手段の実施例につい
て、図２に基づいて説明する。本実施例は、昇圧トラン
ス３０の２次高圧巻線３１の出力に接続している倍電圧
整流回路４０が、マグネトロン１８のアノードに流れる
電流を検知するカレントトランス４１を有しているもの
である。このカレントトランス４１の出力は、アノード
電流検知回路４２を介してコイル切換回路３３に伝達さ
れているものである。その他の構成については、前記本
発明の第一の手段の実施例のものと同等であり説明を省
略する。

【００２２】以下本実施例の動作について説明する。イ
ンバータ回路５の起動時においてはマグネトロン１８が
非発振状態であるため、マグネトロン１８のアノード・
カソード間に電流は流れない。本実施例では、カレント
トランス４１がこの電流を監視しており、アノード電流
検知回路４２がこの情報を受けてコイル切換回路３３を
駆動しているものである。つまり、カレントトランス４
１の情報を受けてアノード電流検知回路４２が確かに電
流を検知した場合には、マグネトロン１８は発振状態で
あり、検知しない場合には非発振状態であるものであ
る。コイル切換回路３３は、前記アノード電流検知回路
４２の情報を受けて、マグネトロン１８が非発振状態で
ある場合には２次高圧巻線３１をインダクタンスが小さ
くなるように切り換えるものである。

【００２３】このときマグネトロン１８ではほとんど電
力が消費されないため、入力電流を検知するカレントト
ランス２０・入力電流検知回路２１によって制御される
スイッチング素子７は、前記本発明の第一の手段の実施
例と同様、最大導通時間が駆動回路２２によって与えら
れているものである。このため、ヒータ巻線１１からマ
グネトロン１８のカソード１７に与えられる電力は最大
となっており、したがってマグネトロン１８のカソード
１７の温度は素早く上昇し、発振可能状態に達するまで
の時間は短いものとなる。

【００２４】以上のように本実施例は、マグネトロンの
アノード電流を検知することによって非発振状態を検知
し、この非発振時にはコイル切換回路３３を駆動して、
昇圧トランス３０の２次高圧巻線のインダクタンスが小
さくなるように切り換えて、マグネトロン１８の立ち上
がりに要する時間を短縮して出力電力を高速で立ち上げ
ることができる高周波加熱調理器を実現するものであ
る。またこのとき、マグネトロン１８のアノード・カソ
ードに印加される電圧と、倍電圧整流回路１５を構成す
る高圧ダイオード１４に印可される電圧を部品の耐圧以
下に抑えることができることは前記実施例と同様であ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明の第一の手段は、商用電源を整流
した単方向電源と、スイッチング素子と共振コンデンサ
と平滑回路とを有するインバータ回路と、前記インバー
タ回路の出力を受ける１次巻線と、高電圧を発生する２
次高圧巻線と、前記２次高圧巻線の出力電圧を検知する
２次電圧検知巻線と、マグネトロンのカソードに供給す
る電圧を発生するヒータ巻線とを有する昇圧トランス
と、前記昇圧トランスの出力を倍電圧整流する倍電圧整
流回路と、マイクロ波を発生するマグネトロンを備え、
前記昇圧トランスの２次高圧巻線は複数に分割してお
り、分割された２次高圧巻線各々は切換手段によって前
記倍電圧整流回路に接続する構成として、カソード温度
が適正値になるまでに要する時間を短縮でき、マグネト
ロンの立ち上がりに要する時間を短縮して出力電力を高
速で立ち上げることができ、かつ使用部品の耐圧定格を
低くすることができる高周波加熱調理器を実現するもの
である。

【００２６】また本発明の第二の手段は、特に倍電圧整
流回路は、マグネトロンに流れるアノード電流を検出す
るカレントトランスを有する構成として、カソード温度
が適正値になるまでに要する時間を短縮でき、マグネト
ロンの立ち上がりに要する時間を短縮して出力電力を高
速で立ち上げることができる高周波加熱調理器を実現す
るものである。カソード温度が適正値になるまでに要す
る時間を短縮でき、マグネトロンの立ち上がりに要する
時間を短縮して出力電力を高速で立ち上げることがで
き、かつ使用部品の耐圧定格を低くすることができる高
周波加熱調理器を実現するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例である高周波加熱
調理器の回路図

【図２】同、第二の手段の実施例である高周波加熱調理
器の回路図

【図３】従来の高周波加熱調理器の回路図

【符号の説明】

１ 商用電源 ３ 単方向電源 ４ 平滑回路 ５ インバータ回路 ７ スイッチング素子 ３０ 昇圧トランス ３１ ２次高圧巻線 １１ ヒータ巻線 １２ ２次電圧検知巻線 １４ 高圧ダイオード １５ 倍電圧整流回路 １７ カソード １８ マグネトロン １９ 切換スイッチ ２３ ２次電圧検知回路 ３３ コイル切換回路 ４１ カレントトランス ４２ アノード電流検知回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−102794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−155589（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−204518（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−10383（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 6/68 F24C 7/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源を整流した単方向電源と、スイ
   ッチング素子と共振コンデンサと平滑回路とを有するイ
   ンバータ回路と、前記インバータ回路の出力を受ける１
   次巻線と、高電圧を発生する２次高圧巻線と、前記２次
   高圧巻線の出力電圧を検知する２次電圧検知巻線と、マ
   グネトロンのカソードに供給する電圧を発生するヒータ
   巻線とを有する昇圧トランスと、前記昇圧トランスの出
   力を倍電圧整流する倍電圧整流回路と、マイクロ波を発
   生するマグネトロンを備え、前記昇圧トランスの２次高
   圧巻線は複数に分割しており、分割された２次高圧巻線
   各々は切換手段によって前記倍電圧整流回路に接続する
   構成として、マグネトロンが非発振状態においては２次
   高圧巻線のインダクタンスをマグネトロンの発振時に比
   べて小さくした高周波加熱調理器。
2. 【請求項２】 倍電圧整流回路は、マグネトロンに流れ
   るアノード電流を検出するカレントトランスを有する請
   求項１記載の高周波加熱調理器。