JP3435801B2 - 高周波加熱調理器 - Google Patents

高周波加熱調理器

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JP3435801B2 JP10543394A JP10543394A JP3435801B2 JP 3435801 B2 JP3435801 B2 JP 3435801B2 JP 10543394 A JP10543394 A JP 10543394A JP 10543394 A JP10543394 A JP 10543394A JP 3435801 B2 JP3435801 B2 JP 3435801B2
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高周波加熱調理器に係
り、特にインバータ電源を用いて出力を可変制御できる
構成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4に基づいて説明する。
【0003】商用電源1と整流ブリッジ2からなる単方
向電源3は、スイッチングによって発生するノイズが電
源ラインに重畳されることを防止する機能を併せ持つ平
滑回路4を介して、インバータ回路5に接続されてい
る。前記平滑回路4・共振コンデンサ6とスイッチング
素子7からなるインバータ回路5は、昇圧トランス8が
有している1次巻線9に接続されている。昇圧トランス
8のヒータ巻線10は、高圧コンデンサ12・高圧ダイ
オード13を介してマグネトロン16のアノードに接続
されている。昇圧トランス8のヒータ巻線11は、チョ
ークコイル14を介して同様にマグネトロン16のカソ
ード15に接続されている。また17は、カレントトラ
ンス18の検知電流を受けて、スイッチング素子7を駆
動する駆動回路19に信号を供給する入力検知回路であ
る。
【0004】以上の構成で従来のインバータ電源を用い
た高周波加熱調理器は、マグネトロン16から発生する
高周波出力を利用して調理を行うものである。このとき
マグネトロン16の高周波出力は、入力電流を検知する
カレントトランス18の情報を入力検知回路17で検出
し、この値に応じて駆動回路19がスイッチング素子7
の導通時間を調節して、インバータ回路5の動作周波数
を可変することによって制御しているものである。
【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、インバータ電源を用いることによって
本来可能となる連続出力制御が十分にはできないという
課題を有しているものである。つまりマグネトロン16
はその特性上、カソード15が十分に温まっていなけれ
ば、アノード・カソード間に高電圧を印加しても正常な
発振ができずにモーディングといわれる異常発振状態と
なるものである。このモーディング状態で動作し続けた
場合は、マグネトロン16の寿命が極端に短くなるもの
である。そこでマグネトロン16の動作状態を正常に保
つことが必要で、具体的にはカソード15の温度を19
00#K〜2100#Kに保つことが必要である。この温
度範囲内でマグネトロン16を動作させるためには、マ
イクロ波出力とは独立にヒータ電流を約10A程度とな
るように昇圧トランス8の1次巻線9・ヒータ巻線11
・結合係数を設計しなければならないものである。しか
し従来の構成のものは、マグネトロン16の出力を連続
的に変化させた場合、同時にインバータ回路5の動作周
波数が変化して、ヒータ巻線11から見たカソード15
のインピーダンスも変化するものとなっている。このた
め、マグネトロン16のカソード15に流れるヒータ電
流も変化するものとなっている。従ってこのヒータ電流
を所定の値に保つことができなく、結果的に出力の可変
範囲が限られることになるものである。
【0006】本発明はこのような従来の課題を解決する
もので、マグネトロンの出力が変化しても、インバータ
回路の動作周波数の変化を最低限に抑え、ヒータ電流を
安定したものとして、マグネトロンの寿命を縮めること
なくその出力制御範囲を広げることができる高周波加熱
調理器を提供することを第一の目的としている。
【0007】
【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・共振コンデンサと平滑回路
とからな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次巻線とマグネトロンに高圧電力を供給す
る2次巻線とマグネトロンのカソードに電力を供給する
ヒータ巻線とを有する昇圧トランスと、マイクロ波を発
生するマグネトロンとを備え、前記昇圧トランスの1次
巻線は複数個に分割しており第一の切換手段によって前
記インバータ回路と接続した高周波加熱調理器とするも
のである。
【0008】そして、特に共振コンデンサは複数の素子
からなり、1次巻線のインダクタンスに対応して第二の
切換手段によって共振コンデンサの容量を切換えるよう
にした高周波加熱調理器とするものである。
【0009】本発明の第二の手段は、特に、昇圧トラン
スは電力検出巻線を有し、第一の切換手段または第二の
切換手段あるいはこの両方の切換手段を駆動する駆動電
源を供給する高周波加熱調理器とするものである。
【0010】
【作用】本発明の第一の手段は、第一の切換手段がマグ
ネトロンの出力に応じて昇圧トランスの1次巻線に設け
ている分割位置を変更し、昇圧トランスの1次巻線のイ
ンダクタンスの値を動作周波数に適合させて、インバー
タの動作周波数の変化を小さくするように作用するもの
である。このため、マグネトロンのカソードに流れる電
流変化も少なくでき、出力可変範囲も広げることができ
るものである。
【0011】特に、第二の切換手段がマグネトロンの出
力に応じてインバータ回路を構成する共振コンデンサの
接続位置を変化させて、共振コンデンサの容量をスイッ
チング素子の導通時間に適合させて、スイッチング素子
で発生する損失を小さくするように作用するものであ
る。このため、スイッチング素子で発生する損失を増加
させずにマグネトロンのカソードに流れる電流変化を少
なくでき、出力可変範囲も広げることができるものであ
る。
【0012】また本発明の第の手段は、特に、昇圧ト
ランスに設けている電力検出巻線が第一の切換手段ある
いは第二の切換手段を切り換える駆動電源を提供するよ
うに作用するもので、簡単な構成で出力可変範囲を広げ
ることができるものである。
【0013】
【実施例】以下本発明に関連する参考例について図1を
参照しながら説明する。商用電源21と整流ブリッジ2
2からなる単方向電源23は、スイッチングによる電源
ラインノイズを防止する機能も有している平滑回路24
を介して、インバータ回路25に接続されている。イン
バータ回路25を構成する、共振コンデンサ26とスイ
ッチング素子27とは、昇圧トランス28の1次巻線2
8aに第一の切換手段を構成する第一のスイッチ37を
介して接続されている。前記1次巻線28aは、複数個
に分割されており、第一のスイッチ37はコイル切換回
路36の出力を受けてこの1次巻線28aの分割位置を
つまり1次巻線28aが有しているインダクタンスの値
を変更するように機能しているものである。昇圧トラン
ス28の2次巻線28bは、高圧コンデンサ29と高圧
ダイオード30a・30bとで構成した倍電圧整流回路
と、マグネトロン32のアノード・カソード間とが接続
されている。また、ヒータ巻線28cはマグネトロン3
2のカソード32aにチョークコイル31a・31bを
介して接続されている。マグネトロン32の出力は、カ
レントトランス34と入力検知回路33から得られる信
号を受けて動作する駆動回路35がスイッチング素子2
7を制御することによって調整している。
【0014】以下本参考例の動作を説明する。通常、マ
グネトロン32の出力が最大(例えば700W)の時
は、インバータ回路25はスイッチング素子27に発生
する損失や回路に発生するノイズを防止する必要から約
25kHz〜35kHzの周波数で動作している。この
時マグネトロン32のカソード32aには10A程度の
電流が流れている。
【0015】本参考例では、マグネトロン32の出力を
下げる時はカレントトランス34に流れる電流を小さく
制御するもので、駆動回路35によってスイッチング素
子27の導通時間を短くするものである。このとき本実
施例では同時にコイル切換回路36を駆動して、第一の
スイッチ37を作動させ、1次巻線28aのインダクタ
ンスが増加するように1次巻線28aの分割位置を切り
換えているものである。こうして1次巻線28aのイン
ダクタンスが増加するため、1次巻線28aに流れる励
磁電流を抑えることができるものである。このため、ス
イッチング素子27の導通時間は前記出力最大時とほぼ
同等とすることができるものである。したがって、昇圧
トランス28のヒータ巻線28cに発生する電流の周波
数の上昇も抑えることができ、負荷であるカソード32
a及びチョークコイル31a・31bのインピーダンス
の変化が抑えられて、マグネトロン32のカソード32
aの温度も安定化するものである。
【0016】以上のように本参考例によれば、昇圧トラ
ンス28の1次巻線28aを複数に分割し、マグネトロ
ン32の出力に対応してインバータ回路25と接続する
1次巻線28aのインダクタンスを変化させることで、
インバータ回路25を常にほぼ同じ周波数で動作させる
ことができるものである。このため、マグネトロン32
の出力とは独立にカソード32aの温度を適正値内に保
つことが可能となり、マグネトロン32の出力可変範囲
を広げることができるわけである。
【0017】続いて本発明の第の実施例について説明
する。図2は、本実施例の構成を示す回路図である。図
1の回路構成と異なるのは、インバータ回路42を構成
する共振コンデンサ40を40aと40bの2個の素子
から構成して、コンデンサ切換回路43によって制御さ
れる第二の切換手段を構成する第二のスイッチ41によ
って容量を切り換える構成とした点である。前記以外の
構成要素は参考例と同等であり説明を省略する。
【0018】以下本実施例の動作について説明する。本
実施例では、マグネトロン32の出力を下げる際には次
のような制御を実行しているものである。カレントトラ
ンス34の検知情報によって、マグネトロン32の出力
が増加しようとすることを検知した入力検知回路33
は、コイル切換回路36を作動させて、前記実施例と同
様1次巻線28aのインダクタンスが大きくなるように
第一のスイッチ37を駆動する。このとき本実施例で
は、同時にコンデンサ切換回路43も作動させて、第二
のスイッチ41を駆動して共振コンデンサ40bの接続
を解き離して共振コンデンサ40の容量が小さくなるよ
うに制御しているものである。このため、インバータ回
路42は確実なゼロボルトスイッチングができるもの
で、スイッチング素子27の損失を大きくせずに、動作
周波数の変化を最小限に抑えることができるものであ
る。
【0019】以上のように本実施例によれば、マグネト
ロン32の出力可変時に、共振コンデンサ40の容量を
昇圧トランス28の1次側インダクタンスとともに切り
換えて、インバータ回路42の動作時にスイッチング素
子27で発生する損失を増加させないようにしているも
のである。
【0020】更に本発明の第の実施例について、図3
に基づいて説明する。本実施例では、昇圧トランス47
に1次コイル47aのインダクタンスを切換えるコイル
切換回路36の駆動に必要な切換回路駆動用電源46の
電力を電力検出巻線47dから供給しているものであ
る。前記以外の構成要素は、第一の実施例と同等であり
説明を省略する。
【0021】以上の構成として、本実施例は非常に簡単
な構成で出力可変範囲を広げた高周波加熱調理器として
動作するものである。つまり、昇圧トランス47に設け
ている電力検出巻線47dが切換回路駆動用電源46の
動作電源を供給しており、この動作電源を供給するため
の専用の部品を設ける必要のないものとなっているもの
である。こうして前記実施例と同様、マグネトロン32
の出力に応じてコイル切換回路37を駆動するものであ
る。
【0022】なお本実施例では、切換回路駆動用電源4
6はコイル切換回路36だけを駆動するようにしている
が、前記第の実施例と同様コンデンサ切換回路43を
駆動するようにして共振コンデンサ40の容量を切り換
えるようにしても、あるいは1次コイル47aのインダ
クタンスと共振コンデンサ40の容量の両方を切り換え
るようにしても良いものである。
【0023】以上の様に本実施例によれば、昇圧トラン
ス47に設けている電力検出巻線47dによってコイル
切換回路36の駆動電源を供給することができ、電源回
路の小型化・低コスト化を可能とした高周波加熱調理器
を実現するものである。また本実施例によれば、電力検
出巻線47dのターン数を変えるだけで電圧を決めるこ
とができるため、切換回路駆動用電源46の設計自由度
が増すものである。
【0024】
【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・共振コンデンサ
と平滑回路とからな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次巻線とマグネトロンに高圧電
力を供給する2次巻線とマグネトロンのカソードに電力
を供給するヒータ巻線とを有する昇圧トランスと、マイ
クロ波を発生するマグネトロンとを備え、前記昇圧トラ
ンスの1次巻線は複数個に分割しており第一の切換手段
によって前記インバータ回路と接続した構成として、マ
グネトロンの出力が変化しても、インバータ回路の動作
周波数の変化を最低限に抑え、ヒータ電流を安定したも
のとして、マグネトロンの寿命を縮めることなくその出
力制御範囲を広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。
【0025】そして、特に共振コンデンサを複数の素子
から構成し、1次巻線のインダクタンスに対応して第二
の切換手段によって共振コンデンサの容量を切換えるよ
うにした構成として、スイッチング素子の損失を一層低
減した形で出力制御範囲の広い高周波加熱調理器を実現
するものである。
【0026】また本発明の第の手段は、特に昇圧トラ
ンスに電力検出巻線を設け、第一の切換手段または第二
の切換手段あるいはこの両方の切換手段を駆動する駆動
電源を供給する構成として、電源回路の小型化・低コス
ト化を可能とした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】本発明の参考例の高周波加熱調理器の構成を示
す回路図
【図2】本発明の第の実施例の高周波加熱調理器の構
成を示す回路図
【図3】本発明の第の実施例の高周波加熱調理器の構
成を示す回路図
【図4】従来の高周波加熱調理器の構成を示す回路図
【符号の説明】
21 商用電源 22 整流ブリッジ 23 単方向電源 24 平滑回路 25 インバータ回路 26 共振コンデンサ 27 スイッチング素子 28 昇圧トランス 28a 1次巻線 28b 2次巻線 28c ヒータ巻線 32 マグネトロン 32a カソード 37 第一のスイッチ 40 共振コンデンサ 41 第二のスイッチ 47 昇圧トランス 47d 電力検出巻線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−283382(JP,A) 特開 平5−326132(JP,A) 特開 昭53−24651(JP,A) 特開 平2−144878(JP,A) 特開 平4−32187(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 6/68

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・共振コンデンサと平滑回路とからなるイ
    ンバータ回路と、前記インバータ回路の出力を受ける1
    次巻線とマグネトロンに高圧電力を供給する2次巻線と
    マグネトロンのカソードに電力を供給するヒータ巻線と
    を有する昇圧トランスと、マイクロ波を発生するマグネ
    トロンとを備え、前記昇圧トランスの1次巻線は複数個
    に分割しており第一の切換手段によって前記インバータ
    回路と接続し、かつ前記共振コンデンサは複数の素子か
    らなり、前記1次巻線のインダクタンスに対応して第二
    の切換手段によって共振コンデンサの容量を切換えるよ
    うにした高周波加熱調理器。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した昇圧トランスは電力
    検出巻線を有し、第一の切換手段または第二の切換手段
    あるいはこの両方の切換手段を駆動する駆動電源を供給
    する高周波加熱調理器。
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