JP3501135B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子レンジに用いら
れているマグネトロンを駆動するためのインバータ電源
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マグネトロンはアノードとカソードから
なる真空管である。図９はマグネトロンの特性を示す図
で、横軸はマグネトロンのアノード電流（以下Ｉａと記
述する）を示し、縦軸はマグネトロンのアノードとカソ
ード間の電圧（以下Ｖａｋと記述する）を示している。
マグネトロンの動作特性はＶａｋ以上が印加されないと
Ｉａが流れないような非線形的な電圧電流特性を示す。
マグネトロンは負の電圧で付勢され、約−４ｋＶで発振
しＩａが流れ始め、アンテナからマイクロ波が放射され
る。マグネトロンのＶａｋには温度依存性があり、高温
になるほど低下する傾向にある。室温状態すなわち動作
初期には約−４ｋＶであるが、連続動作で温度が上昇し
ていくと−３．２ｋＶ程度まで低下する特性を有してい
る。同図の実線が室温状態での特性を示し、破線が温度
上昇した場合の特性を示している。

【０００３】図１０はマグネトロンを駆動するための回
路構成を示したブロック図である。同図において１は交
流電源、２はインバータ回路、３はマグネトロン、４は
出力設定手段である。インバータ回路２は交流電源１の
電圧を全波整流する全波整流回路５と、ノイズを低減す
るフィルタ回路６、半導体スイッチング素子７と、昇圧
トランス８と、半導体スイッチング素子を駆動する駆動
部９と、交流電源１の電圧を検出する電源電圧検出手段
１０と、変調部１１とから構成される。変調部１１は電
源電圧検出手段１０からの信号を基にして駆動部９に送
る変調信号をつくる。駆動部９は電源電圧検出手段１０
からの変調信号と、出力設定手段４からの信号とで半導
体スイッチング素子７を駆動するパルスのオン時間を決
定する。半導体スイッチング素子７は駆動部９から２０
ｋＨｚから５０ｋＨｚ程度のパルスの周波数で駆動され
る。半導体スイッチング素子７の動作で得られる高周波
の電圧を昇圧トランス８が昇圧してマグネトロン３を駆
動する高電圧を発生させる構成である。

【０００４】図１１はインバータ回路２とマグネトロン
３の各部の電圧または電流波形を示したもので、同図
（ａ）から（ｄ）は時間軸を合わせて記述している。同
図（ａ）は交流電源１を全波整流して、フィルタ回路６
を通して出力された部分の電圧波形で、６０Ｈｚの交流
電源を用いた場合を図にしてある。同図（ｂ）の実線は
室温状態におけるマグネトロン３のＶａｋを示してお
り、前述したマグネトロン３のＶａｋ−Ｉａ特性から約
ー４ｋＶで電圧がカットされる形をしている。Ｖａｋが
約−４ｋＶに達した時点からＩａが流れ始める。同図
（ｃ）の実線に示す交流電源の入力電流はＩａと相似な
波形を示すので、Ｖａｋが約−４ｋＶに達した時点から
流れ始める。このように、入力電流波形には電流が流れ
ていない休止期間が存在する。このような入力電流波形
をフーリエ級数展開すると、基本波以外の次数の高調波
が存在する。この高調波の大きさはＩＥＣ６１０００−
３−２で規制されている。高調波を少なくするために
は、入力電流の休止期間をできるだけ短くすることが必
要となる。このためには、同図（ａ）に示すフィルタ回
路６の出力電圧の低い部分では半導体スイッチング素子
７を駆動するためのパルスのオン時間を長くして、でき
るだけ昇圧トランス８から出力する電圧を上げるように
制御している。

【０００５】また、マグネトロン３の寿命はＩａのピー
ク値に依存しており、Ｉａのピーク値が大きくなるほど
寿命が短くなる傾向にある。そこでＩａのピーク値が高
くならないようにインバータ回路２を構成する半導体ス
イッチング素子７を制御することが必要となる。Ｉａが
大きくなるのは、同図（ａ）に示すフィルタ回路６の出
力電圧波形のピーク近傍であるので、この部分では半導
体スイッチング素子７を駆動するためのパルスのオン時
間を短くして、Ｉａが大きくならないように制御されて
いる。Ｉａと相似な波形を示す同図（ｃ）の実線で示さ
れる入力電流波形はピークがほぼ平らになっている。

【０００６】このような制御は図１０の回路ブロック図
に示されるように、半導体スイッチング素子７を駆動す
るパルスをつくる駆動部９に与えられる変調信号によっ
て指令される。変調部１１は電源電圧検出手段１０の信
号に基づいて変調信号をつくり、図１１の（ｄ）に示さ
れる変調信号を駆動部に与えている。同図の変調部１１
の出力電圧波形は、電圧が高くなるほど半導体スイッチ
ング素子７を駆動するパルスのオン時間が短くなるよう
に作用する。

【０００７】駆動部９は図１０に示されるように、出力
設定手段４の信号と変調部１１の信号を足し合わせて、
駆動パルスを決定する。出力設定手段４の信号は直流電
圧で、出力を増大させる場合その直流電圧は高くなる、
図１１（ｄ）の変調部の出力波形を破線のように高くす
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成では、前述したように、マグネトロンのＶａｋ
−Ｉａ特性には温度特性があり、温度上昇とともにＶａ
ｋが減少する傾向にある。図１１（ｂ）の破線で示され
る波形は、温度上昇した場合のＶａｋを示したもので、
約−３．２ｋＶで発振する状態を示している。このよう
なマグネトロンの特性変化に伴って、入力電流波形は同
図（ｃ）の破線に示されるようになる。Ｖａｋが約−
３．２ｋＶで発振を始めるので、入力電流が流れ始め急
激に増加し、同図（ｄ）の変調部の出力電圧波形が下が
り始めた部分で同図（ｃ）の入力電流波形が低下し、角
が出たような波形になる。このような波形はフーリエ級
数展開すると、高次までの波形が存在しその振幅も大き
くなるという課題を有していた。

【０００９】さらに、マグネトロンの出力を可変する場
合、出力設定手段からの信号である直流電圧の大きさが
変わり、駆動部はこの信号と変調信号を足し合わせて半
導体スイッチング素子を駆動するパルスを決定する。こ
のためマグネトロンの出力を可変する場合も、前述した
ようなＶａｋ−Ｉａ特性の温度特性に起因する入力電流
波形の角の発生と同様な状態が起こることがあり、高調
波の増大を招くという課題を有していた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の高周波加熱装置は、マグネトロンの
Ｖａｋ−Ｉａ特性の温度特性に起因した入力電流の高調
波増大に関して、マグネトロンが動作している出力及び
時間の情報、さらにはマグネトロンが過去に動作してい
た出力及び時間情報と、非動作している時間情報を変調
信号に反映させて、マグネトロンの温度による変化時に
も適正な変調信号を得られ、高調波の増大を抑制させる
高周波加熱装置を提供することを目的としたものであ
る。

【００１１】

【発明実施の形態】請求項１記載の発明は、食品などの
被加熱物をマイクロ加熱するマグネトロンと、前記マグ
ネトロンに高圧電力を供給する昇圧トランスと、交流電
源電圧を整流しそれを所定周波数の交流に変換し前記昇
圧トランスに供給するインバータ回路と、出力設定手段
とを備え、前記インバータ回路は変調部と駆動部と半導
体スイッチング素子とを有し、前記変調部は前記インバ
ータ回路が電力を得る電源の電圧を検出する電源電圧検
出手段と、前記マグネトロンが動作している出力及び時
間の情報を検出するマグネトロン状態検出手段と、前記
出力設定手段からの信号をもとに変調信号をつくり、前
記変調部は、基本波形整形手段と、抵抗器と、反転手段
とを備え、前記基本波形整形手段からの信号と、前記マ
グネトロン状態検出手段からの信号を前記抵抗器を介し
て足し合わせ、その信号を反転手段で反転し前記駆動部
に出力する構成とし、前記駆動部は前記半導体スイッチ
ング素子を駆動するためのパルス信号を前記変調信号と
前記出力設定手段からの信号に基づいて高調波の増大を
抑制するように決定する構成とし、機種識別手段を設
け、マグネトロン状態検出手段に、搭載する機種を識別
する機種識別手段からの信号を出力する構成により、マ
グネトロンが動作している出力及び時間の情報を変調信
号に反映させて、マグネトロンの温度による変化時にも
適正な変調信号を得られ、高調波の増大を抑制させるこ
とができる。そして、搭載する機種を識別する機種識別
手段からの信号を出力する構成により、異なった高周波
加熱装置にインバータ回路を搭載する場合に、機種間の
異なったマグネトロン冷却構成 でも、適正な変調信号を
得られ、高調波の増大を抑制させることができる。

【００１２】また請求項２記載の発明は、機種識別手段
を設け、マグネトロン状態検出手段に搭載する機種を識
別する機種識別手段からの信号を出力する構成とし、前
記駆動部は前記半導体スイッチング素子を駆動するため
のパルス信号を前記変調信号と前記出力設定手段からの
信号に基づいて高調波の増大を抑制するように決定する
構成とし、特に請求項１記載のマグネトロン状態検出手
段に、マグネトロンが過去に動作していた出力及び時間
と、非動作の時間の情報を得る構成により、繰り返し高
周波加熱装置を使用した場合でも、適正な変調信号が得
られ、高調波の増大を抑制することができる。そして、
搭載する機種を識別する機種識別手段からの信号を出力
する構成により、異なった高周波加熱装置にインバータ
回路を搭載する場合に、機種間の異なったマグネトロン
冷却構成でも、適正な変調信号を得られ、高調波の増大
を抑制させることができる。

【００１３】また請求項３記載の発明は、特に請求項１
または２に記載のマグネトロン状態検出手段に、前記マ
グネトロンの出力と動作している時間の関係によって前
記変調部にあたえる出力信号を決定する構成とし、機種
間の異なったマグネトロン冷却構成でも、適正な変調信
号を得られ、高調波の増大を抑制させることができる。

【００１４】また請求項４記載の発明は、特に請求項１
または２に記載のマグネトロン状態検出手段に、前記マ
グネトロンが過去動作していた出力および時間に加え前
記マグネトロンの非動作時間の情報によって前記変調部
にあたえる出力信号を決定する構成とし、機種間の異な
ったマグネトロン冷却構成でも、適正な変調信号を得ら
れ、高調波の増大を抑制させることができる。

【００１５】また請求項５記載の発明は、特に請求項３
記載のマグネトロン状態検出手段に、アップダウンタイ
マ等を用いマグネトロンがどのような出力でどれぐらい
の時間連続して動作しているかの情報を得る構成によ
り、マグネトロンが動作している出力及び時間の情報を
変調信号に反映させて、マグネトロンの温度による変化
時にも適正な変調信号を得られ、高調波の増大を抑制さ
せることができる。

【００１６】また請求項６記載の発明は、特に請求項３
または４に記載のマグネトロン状態検出手段に、アップ
ダウンタイマ等を用い過去にマグネトロンがどのような
出力でどれぐらいの時間連続して動作し、その後のどれ
ぐらいの時間動作していないかの情報を得る構成によ
り、マグネトロンが過去に動作していた出力及び時間情
報と、非動作していた時間情報を変調信号に反映させ
て、マグネトロンの温度による変化時にも適正な変調信
号を得られ、高調波の増大を抑制させることができる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００１８】（実施例１） 図１は、本発明の第１の実施例における高周波加熱装置
に用いるマグネトロン駆動用インバータ回路のブロック
図である。図１において、食品などの被加熱物をマイク
ロ加熱するマグネトロン１２と、マグネトロン１２に高
圧電力を供給する昇圧トランス１３と、交流電源１４を
整流しそれを所定周波数の交流に変換し昇圧トランスに
供給するインバータ回路１５と、出力設定手段１６とを
備え、インバータ回路１５は変調部１７と駆動部１８と
半導体スイッチング素子１９とを有し、変調部１７はイ
ンバータ回路１５が電力を得る電源の電圧を検出する電
源電圧検出手段２０と、マグネトロン１２が動作してい
る出力及び時間の情報を検出するマグネトロン状態検出
手段２１と、出力設定手段１６とから変調信号をつく
り、駆動部１８は半導体スイッチング素子１９を駆動す
るためのパルス信号を変調部からの信号と出力設定手段
１６からの信号に基づいて決定する構成となっている。
さらに交流電源１２の電力は全波整流回路２２、フィル
タ回路２３を介して半導体スイッチング素子１９、昇圧
トランス１３に供給される。

【００１９】以上のように構成された高周波加熱装置に
ついて、以下その動作、作用を図２の変調部の詳細ブロ
ック図及び図３の構成要素の波形を参照して説明する。

【００２０】図２は図１で示した変調部１７のさらに詳
しい内部ブロック図である。変調部１７は基本波形整形
手段２４と、抵抗器２５と、反転手段２６とから構成さ
れ、電源電圧検出手段２０の出力から変調信号の基本と
なる基本波形を整形する基本波形整形手段２４からの信
号と、出力設定手段１６からの信号でマグネトロンの状
態を検出するマグネトロン状態検出手段２１からの信号
を抵抗器２５を介して足し合わせ、その信号を反転手段
２６で反転され、駆動部１８に出力される。

【００２１】図３の（ａ）から（ｈ）は時間と合わせて
記載している。また同図に示される波形（１）から波形
（６）の記号は、図２に記載されている波形（１）から
波形（６）の記号が記載されている箇所の波形を示して
いる。すなわち波形（１）は電源電圧検出手段２０の出
力波形、波形（２）は基本波形整形手段２４の出力波
形、波形（３）は出力設定手段１６の出力波形、波形
（４）はマグネトロン状態検出手段２１の出力波形、波
形（５）は基本波形整形手段２４出力波形（２）をマグ
ネトロン状態検出手段２１の出力波形（４）で、その電
圧の上限を設定した出力波形である。

【００２２】図３の（ａ）の波形（１）は、電源電圧検
出手段２０で交流電源の電圧を検出したものであり、正
弦波を全波整流した形をしている。同図（ｂ）の波形
（２）は波形（１）の下限値を基本波整形手段２４で整
形したもので、この波形が変調信号の基本信号波形とな
る。同図（ｃ）の波形（３）は出力設定手段１６からの
直流信号で、高周波出力を可変する場合、この直流レベ
ルが上下する構成になっている。波形（４）は出力設定
手段１６からの信号のレベルと時間を計時し、変換させ
たものである。同図（ｄ）の波形（５）は波形（４）の
電圧値で波形（２）の上限値が設定されるが、波形
（４）と波形（２）は抵抗器２５を介して合成されるの
で、波形（２）は波形（４）の電圧値でカットされるの
ではなく、波形（４）の電圧値から緩やかに上限が制限
されて、破線で示される波形（５）のように滑らかな波
形となるように構成されている。駆動部１８には波形
（５）の信号を反転手段２６で反転した信号同図（ｅ）
波形（６）が与えられ、半導体スイッチング素子１９を
駆動するパルス信号を決定するようになっている。さら
に出力可変時、具体的に出力を下げる場合には、出力設
定手段１６からの信号（波形（３））が低くなり（波形
（３）´）、その信号（波形（３）´）に伴ってマグネ
トロン状態検出手段２１の出力波形（４）も変化し、波
形（４）´になる。波形（５）が（５）´となり、最終
的に（６）´の波形が出力される。それと同時に図２で
駆動部１８には出力設定手段１６からの信号を反転手段
２６からの信号に足し合わす様に構成されており、出力
を下げる場合には反転手段２６の出力信号（６）´のＤ
Ｃバイアスを下げる様になっている。すなわち波形
（６）の電圧が低くなるほど、半導体スイッチング素子
１９を駆動するパルスのオン時間を短くするようにして
いる。パルスのオン時間が短くなるほど、インバータの
出力は抑制される。

【００２３】ここで、マグネトロン１２が温度上昇して
動作電圧Ｖａｋが低下した場合について説明する。半導
体スイッチング素子１９の駆動パルスが温度上昇するし
ないにかかわらず一定状態であると仮定すると、入力電
流は増大するようになる。

【００２４】図４は、マグネトロン１２が動作している
時間とＶａｋとの関係を示したものである。Ｖａｋはマ
グネトロン１２が動作すればするほど、すなわち温度が
上昇すればするほど減少していき、ある点から飽和して
安定する。またマグネトロンの出力、すなわち出力設定
手段１６の出力信号が大きければ大きいほどその減少す
る傾きは急になる関係をもっている。

【００２５】また図５にＶａｋとマグネトロン状態検出
手段２１の出力信号の関係を示す。Ｖａｋが減少すれ
ば、マグネトロン状態検出手段２１の出力信号もある傾
きで減少する関係を持たせてある。

【００２６】ここであるマグネトロン出力である時間動
作させた場合を説明する。図４で、初期すなわちマグネ
トロン１２が室温状態にあるとき、時間Ｔ＝Ｔ０のとき
のＶａｋをＡとする。マグネトロン１２が動作し温度が
上昇してくるとＶａｋは減少し、ある時間Ｔ＝Ｔ１では
ＶａｋはＢとなる。それに伴い図５においてマグネトロ
ン状態検出手段２１の出力はＡ´からＢ´へと変化す
る。さらに出力可変時、具体的に出力小の場合、出力設
定手段１６からの出力信号の電圧値と動作している時間
に応じて、マグネトロン状態検出手段２１の出力信号を
図５の破線の様に変化させる。このようにマグネトロン
状態検出手段２１は出力設定手段１６の出力信号とその
信号で動作している時間との関係を計時することである
値を出力するようになっている。その出力信号は図３の
（ｆ）の波形（４）から波形（７）に変化する。波形
（７）はマグネトロン１２が温度上昇すると波形（８）
に変化する。

【００２７】このようにして得られた波形を反転手段２
６で反転し、駆動部１８に伝達されて入力電流波形にど
のように作用するかを説明するために、従来の技術の説
明で用いた図１１の波形図に重ねて示しこれを図６とす
る。図６に示された点線の波形は図１１に示された点線
の波形と同じものである。同図（ａ）はフィルタ回路２
３の出力電圧波形、同図（ｂ）はマグネトロン１２のＶ
ａｋ波形で温度上昇したときの電圧波形を示している。
同図（ｃ）は入力電流波形で点線は従来の波形で、実線
は上記手段を用いることにより得られた波形である。同
図（ｄ）は変調部１７の出力電圧波形で点線は従来の波
形で、実線は図３（ｈ）の波形（９）で変調部１７の出
力電圧波形を示している。

【００２８】このように本発明によれば、マグネトロン
１２の温度上昇によるＶａｋの変化をマグネトロン状態
検出手段２１によりマグネトロン１２が動作している出
力と時間とを計時し、変換させた信号を変調信号に付加
することで同図（ｃ）に示す入力電流波形の角をなくす
ることができる。またマグネトロン１２が動作している
期間連続的に変調信号波形を変化させることができるの
で、マグネトロン１２が動作している全期間においても
最適な変調信号を作り出すことができ、入力電流の高調
波を低減することができる。また出力設定手段１６の信
号に応じても最適な変調信号を作り出すことができる。

【００２９】（実施例２） 本発明の第２の実施例の高周波加熱に用いるマグネトロ
ン駆動用インバータ回路のマグネトロン状態検出手段２
１の部分に関して説明を行う。実施例１と異なるところ
は、マグネトロン状態検出手段２１にマグネトロン１２
が過去に動作していた出力及び時間に、非動作の時間の
情報を得る構成とした点である。この構成を図７を用い
て説明する。

【００３０】まず図７は時間経過とマグネトロン１２の
温度、Ｖａｋとの関係を表したもので、高周波加熱装置
が繰り返し使用された場合を考慮したものである。同図
でＴ＝Ｔ０からＴ＝Ｔ１まで使用された場合、マグネト
ロン１２の温度は上昇する。それに伴いＶａｋは低下し
てくる。Ｔ＝Ｔ１で高周波加熱装置がオフされるすなわ
ち調理が終わった時から次に使用されるＴ＝Ｔ２までの
期間マグネトロン１２の温度は徐々に低下してくる。そ
してマグネトロン１２の温度が室温状態に戻る前にＴ＝
Ｔ２で動作した場合、マグネトロン１２はある温度にな
っているのでＶａｋもそれに応じた電圧値になる。その
電圧値情報を図５のようにマグネトロン状態検出手段２
１に伝達する。

【００３１】このように本発明によれば、高周波加熱装
置が繰り返し使用された場合のマグネトロン１２の温度
上昇によるＶａｋの変化を、マグネトロン状態検出手段
２１にマグネトロン１２が過去に動作していた出力及び
時間に、非動作の時間の情報でもって変調信号に付加す
ること入力電流波形の角をなくすることができる。また
マグネトロン１２が動作している期間連続的に変調信号
波形を変化させることができるので、マグネトロン１２
が動作している全期間においても最適な変調信号を作り
出すことができ、入力電流の高調波を低減することがで
きる。また出力設定手段１６の信号に応じても最適な変
調信号を作り出すことができる。

【００３２】（実施例３） 本発明の第３の実施例は、第１の実施例の高周波加熱に
用いるマグネトロン駆動用インバータ回路の特にマグネ
トロン状態検出手段２１の部分に、アップダウンタイマ
等を設けた点である。

【００３３】（実施例４） 本発明の第４の実施例は、第２の実施例の高周波加熱に
用いるマグネトロン駆動用インバータ回路の特にマグネ
トロン状態検出手段２１の部分に、アップダウンタイマ
等を設けた点である。

【００３４】（実施例５） 図８は本発明の第５の実施例における高周波加熱装置に
用いるマグネトロン駆動用インバータ回路のブロック図
である。図８において、２７は機種識別手段でこの部分
が第１の実施例と異なる点である。機種識別手段２７は
出力設定手段１６からの情報により、マグネトロン駆動
用インバータ回路がどの機種の高周波加熱装置に搭載さ
れているかを知ることができる構成になっている。異な
った機種すなわちマグネトロン１２を冷却する構成が異
なるため、マグネトロン１２の温度上昇すなわちＶａｋ
が異なってくる。図４を用いて説明すると、機種が異な
るとある機種Ａでは実線で示したような関係をもってい
るのに対し、機種Ｂでは破線で示したような関係をもっ
ているような場合がある。

【００３５】このような場合においても本発明によれ
ば、同一マグネトロン駆動用インバータ回路で、異なっ
た機種に搭載しても、機種によって異なるマグネトロン
１２の温度上昇によるＶａｋの変化を機種識別手段２７
を介して、マグネトロン状態検出手段２１に情報を伝達
し、マグネトロン状態検出手段２１は変調信号に付加す
ることで入力電流波形の角をなくすることができる。ま
たマグネトロン１２が動作している期間連続的に変調信
号波形を変化させることができるので、マグネトロン１
２が動作している全期間においても最適な変調信号を作
り出すことができ、入力電流の高調波を低減することが
できる。また出力設定手段１６の信号に応じても最適な
変調信号を作り出すことができる。

【００３６】（実施例６） 本発明の第６の実施例は、高周波加熱に用いるマグネト
ロン駆動用インバータ回路で、マグネトロン状態検出手
段２１の部分にマグネトロン１２が過去に動作していた
出力及び時間に、非動作の時間の情報を加味するととも
に、機種識別手段２７をマグネトロン状態検出手段２１
に付加したものである。機種識別手段２７は出力設定手
段１６からの情報により、マグネトロン駆動用インバー
タ回路がどの機種の高周波加熱装置に搭載されているか
を知ることができる構成になっている。異なった機種す
なわちマグネトロン１２を冷却する構成が異なるため、
マグネトロン１２の温度上昇すなわちＶａｋが異なって
くる。図４を用いて説明すると、機種が異なるとある機
種Ａでは実線で示したような関係をもっているのに対
し、機種Ｂでは破線で示したような関係をもっているよ
うな場合がある。

【００３７】このような場合においても本発明によれ
ば、同一マグネトロン駆動用インバータ回路で、異なっ
た機種に搭載しても、機種によって異なるマグネトロン
１２の温度上昇によるＶａｋの変化を機種識別手段２７
を介して、マグネトロン状態検出手段２１に情報を伝達
し、マグネトロン状態検出手段２１は変調信号に付加す
ることで入力電流波形の角をなくすることができる。さ
らに、高周波加熱装置が繰り返し使用された場合のマグ
ネトロン１２の温度上昇によるＶａｋの変化を、マグネ
トロン状態検出手段２１にマグネトロン１２が過去に動
作していた出力及び時間に、非動作の時間の情報でもっ
て変調信号に付加すること入力電流波形の角をなくする
ことができる。またマグネトロン１２が動作している期
間連続的に変調信号波形を変化させることができるの
で、マグネトロン１２が動作している全期間においても
最適な変調信号を作り出すことができ、入力電流の高調
波を低減することができる。また出力設定手段１６の信
号に応じても最適な変調信号を作り出すことができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、マグネト
ロンの温度上昇によって、その動作電圧が変化した場合
でも、最適な変調信号を得ることができ、入力電流の高
調波を低減することができる。またマグネトロンの出力
可変時にも最適な変調信号を得ることができ、入力電流
の高調波を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における高周波加熱装置に用
いるマグネトロン駆動用インバータ回路のブロック図

【図２】同高周波加熱装置に用いるマグネトロン駆動用
インバータ回路の変調部の詳細ブロック図

【図３】（ａ）同高周波加熱装置の電源電圧検出手段の
出力電圧波形図 （ｂ）同高周波加熱装置の基本波形整形手段の出力電圧
波形図 （ｃ）同高周波加熱装置の出力設定手段、マグネトロン
状態検出手段の出力動作波形図 （ｄ）同高周波加熱装置のマグネトロン状態検出手段で
得られた電圧値で基本波形整形手段電圧の上限を設定し
た波形図 （ｅ）同高周波加熱装置の反転手段の出力動作波形図 （ｆ）同高周波加熱装置でマグネトロンが温度上昇した
時のマグネトロン状態検出手段の出力動作波形図 （ｇ）同高周波加熱装置でマグネトロンが温度上昇した
時のマグネトロン状態検出手段で得られた電圧値で基本
波形整形手段電圧の上限を設定した波形図 （ｈ）同高周波加熱装置でマグネトロンが温度上昇した
時の反転手段の出力動作波形図

【図４】同高周波加熱装置のマグネトロンが動作してい
る時間とＶａｋの関係図

【図５】同高周波加熱装置のＶａｋとマグネトロン状態
検出手段の関係図

【図６】（ａ）同高周波加熱装置のフィルタ回路の出力
動作波形図 （ｂ）同高周波加熱装置のマグネトロンのＶａｋ波形図 （ｃ）同高周波加熱装置の入力電流波形図 （ｄ）同高周波加熱装置の変調部の出力動作波形図

【図７】本発明の実施例２における高周波加熱装置で時
間経過とマグネトロンの温度、Ｖａｋの関係図

【図８】本発明の実施例５における高周波加熱装置に用
いるマグネトロン駆動用インバータ回路のブロック図

【図９】従来の高周波加熱装置におけるマグネトロンの
ＶａｋとＩａの関係を示す特性図

【図１０】従来の高周波加熱装置に用いるマグネトロン
駆動用インバータ回路のブロック図

【図１１】（ａ）従来の高周波加熱装置のフィルタ回路
の出力動作波形図 （ｂ）従来の高周波加熱装置のマグネトロンのＶａｋ波
形図 （ｃ）従来の高周波加熱装置の入力電流波形図 （ｄ）従来の高周波加熱装置の変調部の出力動作波形図

【符号の説明】

１２ マグネトロン １３ 昇圧トランス １４ 交流電源 １５ インバータ回路 １６ 出力設定手段 １７ 変調部 １８ 駆動部 １９ 半導体スイッチング素子 ２０ 電源電圧検出手段 ２１ マグネトロン状態検出手段 ２２ 全波整流回路 ２３ フィルタ回路 ２４ 基本波形整形手段 ２５ 抵抗器 ２６ 反転手段 ２７ 機種識別手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末永 治雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 石崎 恵美子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 守屋 英明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−176375（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−82193（ＪＰ，Ａ) 特開2001−196159（ＪＰ，Ａ) 特開2001−6871（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−226685（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−225090（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−51089（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−217900（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−5589（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−251173（ＪＰ，Ａ) 特開2000−58252（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−220392（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−47467（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−78157（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 6/66 H05B 6/68

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 食品などの被加熱物をマイクロ波加熱す
   るマグネトロンと、前記マグネトロンに高圧電力を供給
   する昇圧トランスと、交流電源電圧を整流しそれを所定
   周波数の交流に変換し前記昇圧トランスに供給するイン
   バータ回路と、出力設定手段とを備え、前記インバータ
   回路は変調部と駆動部と半導体スイッチング素子とを有
   し、前記変調部は前記インバータ回路が電力を得る電源
   の電圧を検出する電源電圧検出手段と、前記マグネトロ
   ンが動作している出力及び時間の情報を検出するマグネ
   トロン状態検出手段と、前記出力設定手段からの信号を
   もとに変調信号をつくり、前記変調部は、基本波形整形
   手段と、抵抗器と、反転手段とを備え、前記基本波形整
   形手段からの信号と、前記マグネトロン状態検出手段か
   らの信号を前記抵抗器を介して足し合わせ、その信号を
   反転手段で反転し前記駆動部に出力する構成とし、前記
   駆動部は前記半導体スイッチング素子を駆動するための
   パルス信号を前記変調信号と前記出力設定手段からの信
   号に基づいて高調波の増大を抑制するように決定する構
   成とし、機種識別手段を設け、マグネトロン状態検出手
   段に、搭載する機種を識別する機種識別手段からの信号
   を出力する構成とした高周波加熱装置。
2. 【請求項２】 食品などの被加熱物をマイクロ波加熱す
   るマグネトロンと、前記マグネトロンに高圧電力を供給
   する昇圧トランスと、交流電源電圧を整流しそれを所定
   周波数の交流に変換し前記昇圧トランスに供給するイン
   バータ回路と、出力設定手段とを備え、前記インバータ
   回路は変調部と駆動部と半導体スイッチング素子とを有
   し、前記変調部は前記インバータ回路が電力を得る電源
   の電圧を検出する電源電圧検出手段と、前記マグネトロ
   ンが動作している出力及び時間の情報を検出するマグネ
   トロン状態検出手段と、前記出力設定手段からの信号を
   もとに変調信号をつくり、前記変調部は、基本波形整形
   手段と、抵抗器と、反転手段とを備え、前記基本波形整
   形手段からの信号と、前記マグネトロン状態検出手段か
   らの信号を前記抵抗器を介して足し合わせ、その信号を
   反転手段で反転し前記駆動部に出力する構成とし、機種
   識別手段を設け、マグネトロン状態検出手段に搭載する
   機種を識別する機種識別手段からの信号を出力する構成
   とし、前記駆動部は前記半導体スイッチング素子を駆動
   するためのパルス信号を前記変調信号と前記出力設定手
   段からの信号に基づいて高調波の増大を抑制するように
   決定する構成とし、マグネトロン状態検出手段は、マグ
   ネトロンが過去に動作していた出力及び時間と、非動作
   の時間の情報を得る構成とした高周波加熱装置。
3. 【請求項３】 マグネトロン状態検出手段は、前記マグ
   ネトロンの出力と動作している時間の関係によって前記
   変調部にあたえる出力信号を決定する構成とした請求項
   １または２に記載の高周波加熱装置。
4. 【請求項４】 マグネトロン状態検出手段は、前記マグ
   ネトロンが過去動作していた出力および時間に加え前記
   マグネトロンの非動作時間の情報によって前記変調部に
   あたえる出力信号を決定する構成とした請求項１または
   ２に記載の高周波加熱装置。
5. 【請求項５】 マグネトロン状態検出手段に、アップダ
   ウンタイマを用いてマグネトロンがどのような出力でど
   れくらいの時間連続して動作しているかの情報を得る構
   成とした請求項３に記載の高周波加熱装置。
6. 【請求項６】 マグネトロン状態検出手段に、アップダ
   ウンタイマを用いて過去にマグネトロンがどのような出
   力でどれくらいの時間連続して動作し、その後どれくら
   いの時間動作していないかの情報を得る構成とした請求
   項３または４に記載の高周波加熱装置。