JP3676122B2

JP3676122B2 - High frequency heating device

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Publication number: JP3676122B2
Application number: JP17043099A
Authority: JP
Inventors: 直也杉山; 俊郎秋山; 和裕亀岡; 広一木下
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: JP2001006871A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マグネトロンから得られるマイクロ波により加熱調理する高周波加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、特開平４−１９９９１号公報に示された従来の高周波加熱装置の概略回路図である。図において、５１は電源への差込コンセントであり、電源ライン５２は、ヒューズ５４、サーマルプロテクタ５５を介して電源トランス５６、第１インターロックリレー５７の接点５７aに接続され、他方の電源ライン５３は電源トランス５６、及び第２インターロックスイッチ５８に接続される。そして、電源トランス５６は１次側に供給される電源電圧を降圧して２次側に接続される操作側制御部５９に供給する。また、電源トランスの２次側の一端には電源電圧検出回路６０が接続され、この電源電圧検出回路６０により検出された直流レベル信号が操作側制御部５９に供給される。この操作側制御部５９は、電源トランス５６、図示しないメインスイッチの投入により電源電圧が供給されると、ドアスイッチ６１の閉成を条件としてトランジスタＴｒ１をオンし、第１インターロックリレー５７を駆動し接点５７aを閉成する。この接点５７aの閉成により庫内ランプ６２、ターンテーブル６３、空冷用ファンモータ６４、モニタースイッチ６５、および電力側制御部６６に電源電圧を供給する。また、操作側制御部５９と電力側制御部６６とはケーブル６７により接続される。電力側制御部６６には、マグネトロン６８が接続され、マグネトロン６８は電力側制御部６６から供給される高圧電力により駆動され高周波を出力する。
【０００３】
図９は図８の操作側制御部５９、電源電圧検出回路６０、及びこれらの周辺回路を示す図である。操作側制御部５９は、定電圧検出回路６９、電源周期のタイミングパルス信号を生成するタイミング回路７０、ＣＰＵ７１、キーボード７２、表示パネル７３等からなる。定電圧回路６９は電源トランス５６の２次側に接続され、直流電圧Ｖ_CP,Ｖ_INV,Ｖ_RLYを生成して、Ｖ_CPをタイミング回路７０、ＣＰＵ７１、キーボード７２、表示パネル７３に供給し、Ｖ_RLYを第１インターロックリレー５７に供給し、さらにＶ_INVをケーブル６７を介して電力側制御部６６に供給する。電源電圧検出回路６０は電源トランス５６の２次側の電圧をダイオード６０aにより半波整流し、半波整流した直流電圧を抵抗６０ｂと６０ｃとで分圧した後、コンデンサ６０ｄで平滑してＣＰＵ７１に供給する回路である。すなわちこの回路６０により電源電圧に比例した直流レベルデータが得られる。タイミング回路７０は電源トランス５６の２次側の一端から入力される降圧された電源電圧により駆動され、低電圧回路６９から入力される直流電圧Ｖ_CPをピークとするパルス信号を生成し、ＣＰＵ７１に供給する。ＣＰＵ７１はタイミング回路７０からの電源周期の１サイクルを基準タイミングとしてキー入力、表示、第１インターロックリレー５７の駆動などを行なう。そして、調理者によりキー入力された調理条件に対応するパワーデータを電力側制御部５６に転送する。
【０００４】
また、電源電圧検出回路６０からの電源電圧に比例した直流データに基づいてマグネトロン６８の出力を一定にするための電流値を算出し、調理者により設定された電流値を補正し、この補正した電流値をケーブル６７を通して電力側制御部に転送する。なお、ケーブル６７はパワーレベルデータＰＤの他に、動作タイミングパルスＩＮＴ、データクロックパルスＤＣＫ、データ送信タイミングパルスＡＣＫを送るとともに、電力側制御部６６内の各回路を駆動するための直流電源Ｖ_INVを供給するラインである。
【０００５】
図１０は電力側制御部６６とその周辺回路図である。同図において、第１インターロックリレー５７の接点５７ａを介して供給される電源電圧はノイズフィルター７４を通してブリッジダイオード７５に与えられ、このブリッジダイオード７５により全波整流された直流電圧はリアクトル７６、コンデンサ７７により平滑化される。この平滑化された直流電圧は高圧トランス７９の１次側コイルと高周波コンデンサ７８からなる並列回路を通してパワートランジスタ８０のコレクタに供給される。パワートランジスタ８０は駆動回路８４によってオン／オフされることによって、所定周期の直流電力を交流電力に変換する。これにより高圧トランス７９の１次側には、交流電流が流れる。そして、高圧トランス７９の２次側８８に誘起される高圧の交流電流は、高圧コンデンサ８９、高圧ダイオード９０により倍電圧整流された後にマグネトロン６８に供給される。これによりマグネトロン６８は発振し、高周波電力を食品に与える。なお、９１はフィラメント用コイルである。
【０００６】
電力側制御部６６のＣＰＵ８１には、ブリッジダイオード７５により整流される直流電流値を検出する電流レベル検出回路８６、及び高圧トランス７９の電流を検知し、スイッチング状態をモニタするための検知コイル８７が接続される。電流レベル検出回路８６は、カレントトランス８６ａ，ブリッジダイオード８６ｂ、抵抗８６ｃ、コンデンサ８６ｄからなり、ブリッジダイオード７５により整流された直流電流をカレントトランス８６ａにより検出し、このカレントトランス８６ａの出力がブリッジダイオード８６ｂにより全波整流された後抵抗８６ｃとコンデンサ８６ｄにより平滑化される。これにより電源電流に比例した電流データを得ることができる。
【０００７】
そして、ＣＰＵ８１は操作側制御部５９のＣＰＵ７１からケーブル６７を介して送られてきたパワーデータに応答し、マグネトロン６８に供給される電力が一定となるように電流量を補正する。この電流量の補正はパワートランジスタ８０のオン時間の制御によって行なう。すなわち、ＣＰＵ８１はオン／オフするためのタイミング信号を生成し、このタイミング信号をトランジスタ８２のベースに与え、このトランジスタ８２のオン／オフによりドライブコイル８３を介してオン／オフ信号を駆動回路８４に与える。駆動回路８４は高圧トランス７９の３次コイル８５に誘導される交流電力を電源とし、ドライブコイル８３から入力されるオン／オフ信号に応答して、パワートランジスタ８０をオン／オフするための十分な電流をパワートランジスタ８０のベースに与える。
【０００８】
次に動作について説明する。
まず電源電圧が定格電圧の場合について説明する。調理者は、キーボード７２を操作して調理条件を入力する。ＣＰＵ７１はこの調理条件に対応するパワーデータを算出し、動作タイミングパルスＩＮＴ、パワーデータＰＤ、データクロックパルスＤＣＫ、送信タイミングパルスＡＣＫをケーブル６７を介してＣＰＵ８１に送信する。
次にドアスイッチ６１が閉成された後、トランジスタＴｒ１をオンして第１インターロックリレー５７を駆動し、接点５７ａを閉成する。これにより電源電圧が電力側制御部６６に与えられる。電力側制御部６６のＣＰＵ８１は電流レベル検出回路８６により検出される電流値をモニタし、この電流値がＣＰＵ７１からのパワーデータに対応する値となるようにパワートランジスタ８０のオン時間を制御する。すなわち、マグネトロン６８への電流量を増加させる場合には、パワートランジスタ８０のオン時間を長くすることにより、高圧コンデンサ８９に充電される電荷量を増加させ、逆にマグネトロン６８への入力電流を減少させる場合には、パワートランジスタ８０のオン時間を短くすることにより、高圧コンデンサ８９に充電される電荷量を減少させる。上記の如くパワートランジスタ８０をオン／オフするためのスイッチ信号をトランジスタ８２、ドライブトランス８３、駆動回路８４、パワートランジスタ８０のベースの順番で与える。パワートランジスタ８０はＣＰＵ８１により生成されたオン／オフ信号により制御され、高圧トランス７９の１次側に交流電力が現われる。この交流電力は高圧トランス７９により高圧にされ、高圧コンデンサ８９と高圧ダイオード９０により倍電圧整流された後マグネトロン６８に供給される。
【０００９】
電源電圧が定格の場合にはマグネトロン６８の入力電圧は一定であり、上述の如くマグネトロン６８の入力電流は一定となるように制御されているため、マグネトロン６８への入力電力は一定である。これにより定格電圧で運転されている限り調理者の望むとおりの料理に仕上がる。
次に、電源電圧が変動した場合を図１１を参照して説明する。同図は横軸を電源電圧Ｖ、縦軸を電力Ｐ（Ｗ）、電流Ｉ（Ａ）とし、マグネトロン６８への入力電力Ｐｉｎ、入力電流Ｉｉｎをプロットしたものである。
【００１０】
電源電圧Ｖが変動すると、電源電圧Ｖの変動に伴って電源電圧検出回路６０により検出される直流レベルデータが変動する。ＣＰＵ７１はこの変動する直流レベルデータに応答して定格時における入力電力Ｐｉｎと同じ出力を得るための電流値Ｉ'ｉｎを算出する。すなわちＶｉｎ×Ｉｉｎ＝Ｖ'ｉｎ×Ｉ'ｉｎとなる関係のＩ'ｉｎを算出する。ここでＶｉｎは定格時におけるマグネトロン６８への入力電圧、また、Ｖ'ｉｎは変動時におけるマグネトロン６８への入力電圧である。以上のように電流値を補正したパワーデータをＣＰＵ８１に送る。ＣＰＵ８１は補正されたパワーデータに基づいてパワートランジスタ８０のオン時間を長くしたり短くしたりする。そして、上記制御の過程において入力電流Ｉ'ｉｎが変動するのを電流レベル検出回路８６により検出される電流をモニタしてマグネトロン６８への入力電流Ｉ'ｉｎが変動しないように制御する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の高周波加熱装置では、消費電力を一定にすることにより、電源電圧が変動した時あるいは変動している時、電流は変化する。特に、電圧が低い時、例えば９０Ｖでは電流が大きくなる設定である。近年電子レンジでの高出力化に伴ない、消費電力も上昇している。このような中で、電源電圧が変動しても消費電力を一定にすることは、電源電圧が低くなった時、家庭用コンセントの定格である１５Ａを超えてしまい、ブレーカーが遮断するという問題点があった。
【００１２】
この発明は、上記の課題を解消する為になされたものであり、電源電圧が低下した時でも電流が１５Ａを超えず、ブレーカーの遮断等が生じない電子レンジを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る高周波加熱装置においては、商用電源を全波整流した直流電圧を高周波電圧に変換し、この変換された高周波電圧を整流してマグネトロンの駆動電力とするインバータ電源を用いた高周波加熱装置において、商用電源から得られる電源電圧値を検出する入力電圧検出手段と、マグネトロンの動作中に流れる入力電流を電圧値に変換して検出する入力電流検出手段と、設定されたマグネトロンの出力に応じて所定の電圧値を出力する出力設定手段と、前記入力電圧検出手段の検出電圧値及び前記入力電流検出手段の検出電圧値を加算した加算電圧値と前記出力設定手段の出力電圧値とを比較し、この比較結果に応じた周波数により前記インバータ電源を駆動する制御回路と、を備え、前記制御装置は、所定の電源電圧範囲内では、電源電圧の変動に対し消費電力を一定に保ち、かつ所定の電源電圧範囲外では、電源電圧の変動に対し電流を一定にして消費電力を低下させる制御を行なうものであり、また、入力電圧検出手段は、２個の抵抗を直列接続し、そのうちの１個の抵抗に対しコンデンサを並列接続し、さらに２個の抵抗の接続点にダイオードを介して定電圧源を接続した構成であり、入力電圧を前記２個の抵抗で分圧するとともに、前記コンデンサで平均値化して、２個の抵抗の接続点より出力するとともに、前記接続点に前記ダイオードを介して定電圧源を供給するものである。
【００１５】
また、入力電圧検出手段は、３個の抵抗を直列接続し、そのうち後段の２個の抵抗に対しコンデンサを並列接続し、さらに前段の２個の抵抗の接続点にダイオードを介して定電圧源を接続した構成であり、入力電圧を前記３個の抵抗で分圧し、前記コンデンサで平均値化した電圧を後段の２個の抵抗で分圧して、この２個の抵抗の接続点より出力するとともに、前段の２個の抵抗の接続点に前記ダイオードを介して定電圧源を供給するものである。
【００１６】
また、後段の２個の抵抗のいずれかの抵抗値を可変としたものである。
【００１７】
また、入力電流検出手段は、入力電流を検出するカレントトランスと、このカレントトランスの２次側巻線に並列接続され、電流を電圧に変換する抵抗とを有し、変換された電圧値を出力するものである。
【００１８】
さらにまた、出力設定手段は、マグネトロンの出力を記憶したＣＰＵと、このＣＰＵに調理メニューを入力する調理メニューキーと、この調理メニューキーで選択されたマグネトロンの出力信号により制御されるスイッチと、定電圧源の電圧を分圧する複数の抵抗と、を備えたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である高周波加熱装置を示す。
図１において、１は商用電源（ここでは１００Ｖ）、２はフィルタ回路、３は整流器で、フィルタ回路２を通った商用電源１を全波整流する。４はこの全波整流された電源を平滑する平滑回路であり、チョークコイル４ａ及び平滑コンデンサ４ｂで構成している。７は昇圧トランスであり、１次巻線７ａ、２次巻線７ｂ、及び３次巻線７ｃから構成されている。５は共振回路であり、１次巻線７ａに並列に接続されたコンデンサ６と半導体スイッチング素子８で構成している。また、半導体スイッチング素子８には、並列にダイオード９を接続している。１０は半波倍電圧回路であり、前記２次巻線７ｂ、コンデンサ１０ａ、ダイオード１０ｂで構成されており、マグネトロン１３に電圧を印加する。前記３次巻線７ｃはマグネトロン１３のフィラメントに電流を供給する。１１は電流の逆流を防止する為のダイオードである。１４は商用電源１から得られる電源電圧値を検出する入力電圧検出手段であり、フィルタ回路２と整流器３の間に並列に設けられている。１５はマグネトロン１３の動作中に流れる電流を電圧に変換して検出する入力電流検出手段であり、フィルタ回路２と入力電圧検出手段１４の間に直列に設けられている。１６は半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御手段、１７は調理メニューに基づき、設定されたマグネトロン１３の出力を調理メニューキー（後述する）により設定する出力設定手段であり、この設定出力は制御手段１６に入力される。上記入力電圧検出手段１４及び入力電流検出手段１５の検出信号は、上記制御手段１６に入力される。
【００２０】
図２は、前記入力電圧検出手段１４、入力電流検出手段１５、制御手段１６及び出力設定手段１７の詳細回路図である。入力電圧検出手段１４において、２０及び２１はフィルタ回路２を通った商用電源１を全波整流するダイオードであり、２３及び２４は前記全波整流された電圧を分圧する２個の抵抗、２５は前記分圧された電圧を平滑する電解コンデンサである。
【００２１】
なお、２６はダイオードであり、抵抗２３，２４の分圧点と電解コンデンサ２５の一端にカソード側を接続し、アノード側にはある電圧の定電圧源４０ａ（ここでは５Ｖ）が接続されている。
入力電流検出手段１５は、１次側巻線２２ａと２次側巻線２２ｂを有するカレントトランス２２で入力電流を検出する。
２７はカレントトランス２２の２次側巻線２２ｂと並列に接続された抵抗で、前記カレントトランス２２で検出した電流を電圧に変換する。２９はその変換された電圧を全波整流する全波整流器、２８及び３０は全波整流器２９の前後に配設した主にノイズを除去する為のコンデンサである。３１及び３２は全波整流後の電圧を分圧する抵抗、３３は前記分圧された電圧を平滑する電解コンデンサである。
ここで全波整流器２９により全波整流された後の一端（Ａ点）に上述した入力電圧検出手段１４を接続することにより、入力電圧検出手段１４の検出電圧値と入力電流検出手段１５の検出電圧値を加算する。この加算された電圧値を制御手段１６にある誤差増幅器１６ａの一端Ｘに入力する。また、出力設定手段１７は、調理メニューに対応したマグネトロン１３の出力を複数記憶したＣＰＵ３４と、このＣＰＵ３４に調理メニューを入力する調理メニューキー３５と、調理メニューキー３５で選択されたマグネトロン１３の出力信号によりＯＮするスイッチ３６及び３７と、前記スイッチ３６及び３７のいずれかがＯＮされると定電圧源４０ｂ（ここでは５Ｖ）の電圧を分圧する抵抗３８及び３９と、抵抗４１とで構成されている。前記分圧された電圧値は前記制御手段１６の誤差増幅器１６ａの他端Ｙに入力される。
【００２２】
前記誤差増幅器１６ａは前記入力電圧検出手段１４と入力電流検出手段１５の加算電圧値と出力設定手段１７から出力された電圧値を比較して、共振回路５の半導体スイッチング素子８へ出力する。
【００２３】
次に動作について説明する。
商用電源１を投入するとフィルタ回路２を通してノイズを除去し、更に整流器３を介して全波整流された直流電圧はチョークコイル４ａ、平滑コンデンサ４ｂにより平滑化される。この平滑化された直流電圧を、コンデンサ６及び昇圧トランス７の１次巻線７ａのインダクタンス分からなる共振回路５を通し、半導体スイッチング素子８を制御手段１６により約２５ｋＨｚ〜３５ｋＨｚの周波数でＯＮ／ＯＦＦさせることにより昇圧トランス７の２次巻線７ｂには、約２ｋＶの昇圧された電圧が発生し、半波倍電圧回路１０のコンデンサ１０ａとダイオード１０ｂにより半波倍電圧整流して約４ｋＶの電圧をマグネトロン１３に与えている。又、３次巻線７ｃは、マグネトロン１３のフィラメント温度（カソード温度）を定格範囲内（１９５０°〜２０００°Ｋ）に保持するように設定されている。
【００２４】
インバータ電源を用いた電子レンジにおいて、高周波出力を可変することは半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波数を変化させることで実現できる。例えば、高周波出力８００Ｗの時には約２８ｋＨｚ、５００Ｗの時には約３２ｋＨｚといったように制御している。
【００２５】
図３は図１及び図２の回路の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１において、例えばユーザーが調理メニューキー３５により高周波出力８００Ｗを選択すると、ステップＳ２でＣＰＵ３４は８００Ｗか否かを判断し、８００ＷであればステップＳ３に進み、スイッチ３６がＯＮする。スイッチ３６がＯＮすると、ステップＳ４で出力設定手段１７が抵抗３８と抵抗４１により定電圧源４０ｂ（ここでは５Ｖ）の分圧値Ｖ_S（ここでは３．２Ｖ）を出力して制御手段１６の誤差増幅器１６ａの他端Ｙに入力され、この分圧値が基準電圧Ｖ_Sとなる。次にステップＳ５では入力電圧検出手段１４のダイオード２０及び２１はフィルタ回路２を通った商用電源１を全波整流し、この全波整流された電圧を抵抗２３と抵抗２４で分圧し、この分圧電圧を電解コンデンサ２５で平滑し入力電圧の検出電圧Ｖ_Vを得る。
【００２６】
ここで、前記、検出電圧Ｖ_Vが定電圧源４０ａ（ここでは５Ｖ）よりも小さい時のみＡ点に接続されているダイオード２６がＯＮし、Ｖ_vは定電圧源４０ａの電圧値（ここでは５Ｖ）にクリップされる。例えば、入力電圧の検出電圧Ｖ_Vが４．５Ｖだった場合、ダイオード２６がＯＮし、Ｖ_Vは５Ｖになる。この時は、電流一定制御となる。また、検出電圧Ｖ_Vが５Ｖ以上の時にはダイオード２６がＯＮしない為検出した電圧値がそのままＶ_Vとなる。この時は電力一定制御となる。
【００２７】
ステップＳ６では、入力電流検出手段１５のカレントトランス２２で入力電流を検出し、このカレントトランス２２の２次側巻線２２ｂと並列に接続された抵抗２７で前記入力電流を電圧に変換する。次にその電圧を全波整流器２９により平滑し、入力電流を電圧に変換した電圧値Ｖ_Aを得る。ステップＳ７では、ステップＳ５、ステップＳ６で得た電圧値Ｖ_VとＶ_Aを加算し、加算電圧値Ｖ_V＋Ｖ_Aを得る。例えば、ステップＳ５においてＶ_V＝５Ｖを検出し、ステップＳ６においてＶ_A＝４Ｖを検出した場合、加算電圧値Ｖ_V＋Ｖ_Aは５Ｖ＋４Ｖ＝９Ｖとなる。ステップＳ８に進んで、ステップＳ７で得た加算電圧値Ｖ_V＋Ｖ_Aを抵抗３１と抵抗３２により分圧し、加算電圧Ｖ_V＋Ｖ_Aの分圧値Ｖ_Xを得る。この分圧値Ｖ_Xが制御手段１６の誤差増幅器１６ａの一端Ｘに入力される。そして、前記基準電圧Ｖ_Sとここで得た分圧値Ｖ_Xを誤差増幅器１６ａで比較しＶ_S＝Ｖ_Xであれば、ステップＳ９に進み、共振回路５の半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波数を２８ｋＨｚに設定する。また、ステップＳ８でＶ_S＝Ｖ_XでなければステップＳ１２に進み、誤差増幅器１６ａでＶ_S＜Ｖ_Xを比較し、Ｖ_S＜Ｖ_Xであれば、ステップＳ１３に進んで周波数を例えば２８．５ｋＨｚに上げる。また、ステップＳ１２において、Ｖ_S＜Ｖ_Xでなければ、ステップＳ１４に進み、誤差増幅器１６ａでＶ_S＞Ｖ_Xを比較し、Ｖ_S＞Ｖ_Xであれば、ステップＳ１５で周波数を例えば２７．５ｋＨｚに下げる。また、ステップＳ１４においてＶ_S＞Ｖ_XでなければステップＳ８に戻る。次に、ステップＳ１０に進み、ステップＳ９、ステップＳ１３、ステップＳ１５でそれぞれ設定された周波数で共振回路５の半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせ、ステップ１１でマグネトロン１３に電力を供給する。そして、ステップＳ１１からは再びステップＳ５に戻り、以下同じ動作を逐次繰り返し行なうことにより、電力一定制御、並びに電流一定制御を行なう。
【００２８】
また、ステップＳ２において、高周波出力８００Ｗでないと判断されると、ステップＳ１６へと進み、高周波出力５００Ｗか否かを判断し、５００ＷであればステップＳ１７へ進み、５００ＷでなければステップＳ２へと戻る。ステップＳ１７において、スイッチ３７がＯＮすると、ステップＳ４で出力設定手段１７が抵抗３９と抵抗４１により定電圧源４０ｂ（５Ｖ）の分圧値Ｖ_S（２．５Ｖ）を出力して制御手段１６の誤差増幅器１６ａの他端Ｙに入力され、この分圧値が基準電圧Ｖ_Sとなる。
【００２９】
インバータ電源を用いた電子レンジにおいては、動作中常に流れている電流や入力されている電圧をモニターして、フィードバック制御をすることにより、電源電圧が変動しても、消費電力一定又は電流一定といった様々な制御方法を用いている。図４は、前記基準電圧Ｖ_Sと前記電圧加算値Ｖ_V＋Ｖ_Aの分圧値Ｖ_Xの関係を時間経過とともに示した図である。同図において、設定された高周波出力が８００Ｗの場合、前述したように約２８ｋＨｚの周波数で半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦ動作させる。しかし、時間経過と共にマグネトロン１３や半導体スイッチング素子８、昇圧トランス７といった各部品の温度も上昇してくる中で、約２８ｋＨｚのまま動作させ続ければ、電力又は電流は一定には保てない為、目標値と電流や電圧との差を誤差増幅器１６ａで比較し、その結果を半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波数に反映させることで、電力又は電流を一定にしている。すなわち、出力設定手段１７により設定された基準電圧Ｖ_Sが、入力電圧検出手段１４から検出した電圧値Ｖ_Vと、入力電流検出手段１５で入力電流を電圧に変換し検出された電圧値Ｖ_Aの和の分圧値Ｖ_Xが等しい場合、すなわちＶ_S＝Ｖ_Xの時、半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波数は２８ｋＨｚのまま制御を続ける。
【００３０】
また、前記基準電圧Ｖ_Sが、前記電圧値Ｖ_VとＶ_Aの和の分圧値Ｖ_Xより小さい場合、すなわちＶ_S＜Ｖ_Xの時は、半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波数を例えば２８．５ｋＨｚに上げて、流れる電流を減少させ、電力が小さくなるように制御する。そして、前記基準電圧Ｖ_Sが、前記電圧値Ｖ_VとＶ_Aの和の分圧値Ｖ_Xより大きい場合、すなわち、Ｖ_S＞Ｖ_Xの時は、半導体スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦさせる周波数を例えば２７．５ｋＨｚに下げて、流れる電流を増加させ、電力が大きくなるように制御している。
具体的に、図２の回路を用いて説明すると、フィルタ回路２を通った後の電源電圧を、入力電圧検出手段１４のダイオード２０及び２１により全波整流し、抵抗２３と抵抗２４により分圧して、コンデンサ２５により平滑することで入力電圧の検出電圧Ｖ_Vを得る。
又、流れている電流を入力電流検出手段１５のカレントトランス２２の２次巻線２２ｂと抵抗２７により電圧化し、それを全波整流器２９により全波整流し、抵抗３１と３２により分圧し、コンデンサ３３により平滑することで入力電流を電圧に変換した電圧値Ｖ_Aを得る。
【００３１】
そして、前記入力電圧検出電圧Ｖ_Vを、入力電流検出手段１５の全波整流後の一端（図２のＡ点）に接続することで、前記加算電圧値Ｖ_V＋Ｖ_Aを得ることができ、Ｖ_V＋Ｖ_Aの分圧値Ｖ_Xを出力設定手段１７により設定された基準電圧Ｖ_Sと同等に保つことで電力一定制御が可能となる。更に、抵抗２３と２４の分圧点に接続されているダイオード２６により図５のような電力一定制御と電流一定制御を組み合わせた制御が可能となる。図５は、電源電圧に対する入力電圧と入力電流の関係を示した図であり、図６は、ダイオード２６の作用及び効果を説明する為の図２の回路上のＡ点の電圧特性を示した図である。ダイオード２６のカソードは、抵抗２３と２４の分圧点（Ａ）に接続し、アノードにはある電圧の定電圧源４０ａ（ここでは５Ｖ）を接続する。これにより、電源電圧を抵抗２３と２４で分圧した値と定電圧源４０ａから得られたある電圧をダイオード２６で比較し、分圧された点（Ａ）の電圧が定電圧源４０ａの電圧よりも高い場合、すなわち図５、図６における９５Ｖ以上の時は、電源電圧の変動した値と電流値を加算してフィードバック制御を実施するので、電力一定制御となる。又、分圧された点Ａの電圧が定電圧源４０ａの電圧よりも低い場合は、分圧点Ａはある電圧（ここでは５Ｖ）に固定され、電流のみ一定制御となり、消費電力が低下する。
これにより、高出力化を実現する場合において、電源電圧が変動しても家庭用コンセントの定格を超えない電子レンジを実現することができる。
【００３２】
以上説明したように、簡単な回路構成で入力電圧と入力電流の検出回路を構成し、その検出回路から検出された２つの電圧値を加算し、ダイオードによる単純なクリップ回路を設けることにより、ある電圧範囲内では電圧が変動しても消費電力を一定に保つ構成としながら、またある電圧より低下した場合には、電流を一定として、家庭用コンセントの定格を超えない電子レンジが提供できる。
【００３３】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２を示す要部回路図である。
前記実施の形態１では入力電圧検出手段１４の分圧抵抗は、抵抗２３と抵抗２４の２個であったが、図７に示すように、実施の形態２では、抵抗２３と抵抗２４と抵抗４２を３個直列接続することにより入力電圧を分圧し、後段の２個の抵抗２４と抵抗４２の直列接続回路と並列に電解コンデンサ２５を接続し、平均値化した電圧を後段の２個の抵抗２４と抵抗４２により分圧して出力すると共に、前段の２個の抵抗２３と抵抗２４の接続点にダイオード２６を介して定電圧源４０ａを供給する構成としている。後段の抵抗２４と抵抗４２のいずれかの抵抗値の設定を変えることで、電力一定制御と電流一定制御の範囲を変えることができる。具体的には抵抗２４の設定値を小さくした時には、図６に点線で示したようにより低い電源電圧まで電力一定制御を行なう範囲を例えば９２Ｖ〜１１０Ｖに広げることができる。また、抵抗２４のかわりに抵抗４２の設定値を大きくしても電力一定制御を行なう範囲を例えば９２Ｖ〜１１０Ｖに広げることができる。反対に、抵抗２４の設定値を大きくした時、もしくは抵抗４２の設定値を小さくした時には、図６に一点鎖線で示したように電力一定制御を行なう範囲を例えば９８Ｖ〜１１０Ｖに狭めることができる。
この実施の形態２によれば、上記の様に抵抗値の設定変更のみで任意にその電圧範囲を設定できるという効果を奏する。
【００３４】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００３５】
ある電圧範囲内では、電圧が変動しても消費電力を一定に保つ構成としながら、またある電圧よりも低下した場合には電流を一定にして消費電力を低下させることにより、家庭用コンセントの定格を超えない高周波加熱装置を提供できる。
【００３６】
また、簡単な回路構成で入力電圧と入力電流の検出回路を構成でき、その検出回路から検出された２つの電圧値を加算し、ダイオードによる単純なクリップ回路を設けることで実現できるので安価なものとなる。
【００３７】
また、抵抗値の設定を可変にすることにより、電力一定制御を行える電圧範囲を広げたり、狭めたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である高周波加熱装置を示す回路図である。
【図２】図１の具体的な構成を示す詳細回路図である。
【図３】図１及び図２の動作を示すフローチャートである。
【図４】基準電圧値Ｖ_Sと加算電圧値Ｖ_V＋Ｖ_Aの関係を時間経過とともに示す特性図である。
【図５】電源電圧が変動した場合の入力電力及び入力電流の関係を示す特性図である。
【図６】図２のＡ点の電圧特性図である。
【図７】この発明の実施の形態２を示す要部回路図である。
【図８】従来の高周波加熱装置の回路図である。
【図９】図８の操作側制御部の詳細を示す回路図である。
【図１０】図８の電流側制御部の詳細を示す回路図である。
【図１１】図８の電源電圧が変動した場合における入力電力と入力電流の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１商用電源、２フィルタ回路、３整流器、４平滑回路、４ａチョークコイル、４ｂ平滑コンデンサ、５共振回路、６コンデンサ、７昇圧トランス、７ａ昇圧トランスの１次巻線、７ｂ昇圧トランスの２次巻線、７ｃ昇圧トランスの３次巻線、８半導体スイッチング素子、９ダイオード、１０半波倍電圧回路、１０ａコンデンサ、１０ｂ，１１ダイオード、１３マグネトロン、１４入力電圧検出手段、１５入力電流検出手段、１６制御手段、１６ａ誤差増幅器、１７出力設定手段、２０，２１ダイオード、２２カレントトランス、２２ａカレントトランスの１次巻線、２２ｂカレントトランスの２次巻線、２３，２４抵抗、２５電解コンデンサ、２６ダイオード、２７抵抗、２８，３０コンデンサ、２９全波整流器、３１，３２抵抗、３３電解コンデンサ、３４ＣＰＵ、３５調理メニューキー、３６，３７スイッチ、３８，３９，４１，４２抵抗、４０ａ，４０ｂある電圧の定電圧源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency heating apparatus that performs cooking using microwaves obtained from a magnetron.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a schematic circuit diagram of a conventional high-frequency heating device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-19991. In the figure, 51 is a plug socket to the power source, and the power line 52 is connected to the power transformer 56 and the contact 57a of the first interlock relay 57 via the fuse 54 and the thermal protector 55, and the other power line 53 Are connected to the power transformer 56 and the second interlock switch 58. The power transformer 56 steps down the power supply voltage supplied to the primary side and supplies it to the operation side control unit 59 connected to the secondary side. A power supply voltage detection circuit 60 is connected to one end of the secondary side of the power supply transformer, and a DC level signal detected by the power supply voltage detection circuit 60 is supplied to the operation side control unit 59. When the power supply voltage is supplied by turning on the power transformer 56 and the main switch (not shown), the operation side control unit 59 turns on the transistor Tr1 and drives the first interlock relay 57 on condition that the door switch 61 is closed. The contact 57a is closed. By closing the contact 57a, a power supply voltage is supplied to the internal lamp 62, the turntable 63, the air cooling fan motor 64, the monitor switch 65, and the power control unit 66. Further, the operation side control unit 59 and the power side control unit 66 are connected by a cable 67. A magnetron 68 is connected to the power-side controller 66, and the magnetron 68 is driven by high-voltage power supplied from the power-side controller 66 and outputs a high frequency.
[0003]
FIG. 9 is a diagram showing the operation side control unit 59, the power supply voltage detection circuit 60, and their peripheral circuits in FIG. The operation side control unit 59 includes a constant voltage detection circuit 69, a timing circuit 70 that generates a timing pulse signal of a power cycle, a CPU 71, a keyboard 72, a display panel 73, and the like. The constant voltage circuit 69 is connected to the secondary side of the power transformer 56, and the DC voltage V _CP, V _INV, V _RLY To generate V _CP Is supplied to the timing circuit 70, the CPU 71, the keyboard 72, and the display panel 73. _RLY Is supplied to the first interlock relay 57 and V _INV Is supplied to the power control unit 66 via the cable 67. The power supply voltage detection circuit 60 rectifies the secondary voltage of the power transformer 56 by half-wave rectification by a diode 60a, divides the half-wave rectified DC voltage by resistors 60b and 60c, smoothes it by a capacitor 60d, and supplies it to the CPU 71. It is a circuit to supply. That is, DC level data proportional to the power supply voltage is obtained by this circuit 60. The timing circuit 70 is driven by the stepped down power supply voltage input from one end of the secondary side of the power transformer 56, and the DC voltage V input from the low voltage circuit 69. _CP Is generated and supplied to the CPU 71. The CPU 71 performs key input, display, driving of the first interlock relay 57, and the like using one cycle of the power cycle from the timing circuit 70 as a reference timing. Then, power data corresponding to the cooking condition key-input by the cook is transferred to the power-side control unit 56.
[0004]
Further, a current value for making the output of the magnetron 68 constant is calculated based on DC data proportional to the power supply voltage from the power supply voltage detection circuit 60, and the current value set by the cook is corrected. The current value is transferred through the cable 67 to the power control unit. In addition to the power level data PD, the cable 67 sends an operation timing pulse INT, a data clock pulse DCK, and a data transmission timing pulse ACK, and a DC power source V for driving each circuit in the power control unit 66. _INV It is a line to supply.
[0005]
FIG. 10 is a power-side controller 66 and its peripheral circuit diagram. In the figure, the power supply voltage supplied via the contact 57a of the first interlock relay 57 is applied to the bridge diode 75 through the noise filter 74, and the DC voltage fully wave rectified by the bridge diode 75 is a reactor 76, a capacitor. 77 is smoothed. The smoothed DC voltage is supplied to the collector of the power transistor 80 through a parallel circuit composed of the primary side coil of the high voltage transformer 79 and the high frequency capacitor 78. The power transistor 80 is turned on / off by the drive circuit 84 to convert DC power of a predetermined cycle into AC power. As a result, an alternating current flows on the primary side of the high-voltage transformer 79. The high-voltage alternating current induced on the secondary side 88 of the high-voltage transformer 79 is supplied to the magnetron 68 after being double-voltage rectified by the high-voltage capacitor 89 and the high-voltage diode 90. As a result, the magnetron 68 oscillates and applies high frequency power to the food. Reference numeral 91 denotes a filament coil.
[0006]
The CPU 81 of the power control unit 66 includes a current level detection circuit 86 that detects a direct current value rectified by the bridge diode 75, and a detection coil 87 that detects the current of the high-voltage transformer 79 and monitors the switching state. Connected. The current level detection circuit 86 includes a current transformer 86a, a bridge diode 86b, a resistor 86c, and a capacitor 86d. The current transformer 86a detects a direct current rectified by the bridge diode 75, and the output of the current transformer 86a is the bridge diode 86b. Is subjected to full wave rectification by the resistor 86c and the capacitor 86d. Thereby, current data proportional to the power supply current can be obtained.
[0007]
Then, the CPU 81 corrects the amount of current so that the power supplied to the magnetron 68 is constant in response to power data sent from the CPU 71 of the operation side control unit 59 via the cable 67. The amount of current is corrected by controlling the on-time of the power transistor 80. That is, the CPU 81 generates a timing signal for turning on / off, applies this timing signal to the base of the transistor 82, and turns on / off the transistor 82 to send an on / off signal to the drive circuit 84 via the drive coil 83. give. The drive circuit 84 uses AC power induced in the tertiary coil 85 of the high-voltage transformer 79 as a power source, and is sufficient to turn on / off the power transistor 80 in response to an on / off signal input from the drive coil 83. Current is applied to the base of the power transistor 80.
[0008]
Next, the operation will be described.
First, the case where the power supply voltage is the rated voltage will be described. The cook operates the keyboard 72 to input cooking conditions. The CPU 71 calculates power data corresponding to the cooking conditions, and transmits an operation timing pulse INT, power data PD, data clock pulse DCK, and transmission timing pulse ACK to the CPU 81 via the cable 67.
Next, after the door switch 61 is closed, the transistor Tr1 is turned on to drive the first interlock relay 57, and the contact 57a is closed. As a result, the power supply voltage is applied to the power side controller 66. The CPU 81 of the power control unit 66 monitors the current value detected by the current level detection circuit 86 and controls the ON time of the power transistor 80 so that this current value becomes a value corresponding to the power data from the CPU 71. That is, when increasing the amount of current to the magnetron 68, by increasing the ON time of the power transistor 80, the amount of charge charged to the high voltage capacitor 89 is increased, and conversely, the input current to the magnetron 68 is decreased. In this case, the amount of charge charged in the high voltage capacitor 89 is reduced by shortening the ON time of the power transistor 80. As described above, a switch signal for turning on / off the power transistor 80 is given in the order of the transistor 82, the drive transformer 83, the drive circuit 84, and the base of the power transistor 80. The power transistor 80 is controlled by an on / off signal generated by the CPU 81, and AC power appears on the primary side of the high-voltage transformer 79. The AC power is made high by a high voltage transformer 79, voltage doubled by a high voltage capacitor 89 and a high voltage diode 90, and then supplied to a magnetron 68.
[0009]
When the power supply voltage is rated, the input voltage of the magnetron 68 is constant, and the input current to the magnetron 68 is controlled to be constant as described above, so the input power to the magnetron 68 is constant. As a result, as long as it is operated at the rated voltage, it is finished in the dish as desired by the cook.
Next, a case where the power supply voltage fluctuates will be described with reference to FIG. In the figure, the horizontal axis represents power supply voltage V, the vertical axis represents power P (W), and current I (A), and the input power Pin and input current Iin to the magnetron 68 are plotted.
[0010]
When the power supply voltage V varies, the DC level data detected by the power supply voltage detection circuit 60 varies with the variation of the power supply voltage V. In response to the varying DC level data, the CPU 71 calculates a current value I′in for obtaining the same output as the input power Pin at the rated time. That is, I′in having a relationship of Vin × Iin = V′in × I′in is calculated. Here, Vin is an input voltage to the magnetron 68 at the rated time, and V′in is an input voltage to the magnetron 68 at the time of fluctuation. The power data with the current value corrected as described above is sent to the CPU 81. The CPU 81 lengthens or shortens the ON time of the power transistor 80 based on the corrected power data. Then, in the process of the above control, the input current I′in is changed so that the current detected by the current level detection circuit 86 is monitored so that the input current I′in to the magnetron 68 does not change.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional high-frequency heating apparatus as described above, the current changes when the power supply voltage fluctuates or fluctuates by keeping power consumption constant. In particular, when the voltage is low, for example, 90 V, the current increases. In recent years, with the increase in output in a microwave oven, power consumption has also increased. Under such circumstances, making the power consumption constant even if the power supply voltage fluctuates is that when the power supply voltage becomes low, the rating of the household outlet exceeds 15A and the breaker shuts off. was there.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a microwave oven in which the current does not exceed 15 A even when the power supply voltage is lowered and the breaker is not cut off.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In the high-frequency heating device according to the present invention, a high-frequency heating device using an inverter power source that converts a DC voltage obtained by full-wave rectification of a commercial power supply into a high-frequency voltage and rectifies the converted high-frequency voltage to obtain driving power for a magnetron. The input voltage detecting means for detecting the power supply voltage value obtained from the commercial power supply, the input current detecting means for detecting the input current flowing during the operation of the magnetron by converting it into a voltage value, and the set output of the magnetron The output setting means for outputting a predetermined voltage value, and the added voltage value obtained by adding the detection voltage value of the input voltage detection means and the detection voltage value of the input current detection means to the output voltage value of the output setting means And a control circuit that drives the inverter power supply at a frequency according to the comparison result, and the control device is within a predetermined power supply voltage range. Keeping power consumption to variations in the power supply voltage constant, and a predetermined power supply voltage range, and performs a control for reducing power consumption by a current constant against variation of the power supply voltage In addition, the input voltage detecting means has two resistors connected in series, a capacitor connected in parallel to one of the resistors, and a constant voltage source via a diode at the connection point of the two resistors. The input voltage is divided by the two resistors, averaged by the capacitor and output from the connection point of the two resistors, and a constant voltage is applied to the connection point via the diode. To supply the source is there.
[0015]
Further, the input voltage detecting means has three resistors connected in series, a capacitor connected in parallel with the two resistors in the latter stage, and a constant voltage source via a diode at the connection point of the two resistors in the former stage. The input voltage is divided by the three resistors, the voltage averaged by the capacitor is divided by the two subsequent resistors, and output from the connection point of the two resistors. At the same time, a constant voltage source is supplied to the connection point between the two resistors in the previous stage via the diode.
[0016]
In addition, the resistance value of one of the two subsequent resistors is made variable.
[0017]
The input current detection means has a current transformer for detecting the input current and a resistor connected in parallel to the secondary winding of the current transformer and for converting the current into a voltage, and outputs the converted voltage value. To do.
[0018]
Furthermore, the output setting means includes a CPU storing the output of the magnetron, a cooking menu key for inputting a cooking menu to the CPU, a switch controlled by an output signal of the magnetron selected by the cooking menu key, and a constant. And a plurality of resistors for dividing the voltage of the voltage source.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a high-frequency heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a commercial power supply (here, 100 V), 2 is a filter circuit, 3 is a rectifier, and full-wave rectifies the commercial power supply 1 that has passed through the filter circuit 2. A smoothing circuit 4 smoothes the full-wave rectified power supply, and includes a choke coil 4a and a smoothing capacitor 4b. A step-up transformer 7 includes a primary winding 7a, a secondary winding 7b, and a tertiary winding 7c. Reference numeral 5 denotes a resonance circuit, which includes a capacitor 6 and a semiconductor switching element 8 connected in parallel to the primary winding 7a. In addition, a diode 9 is connected to the semiconductor switching element 8 in parallel. Reference numeral 10 denotes a half-wave voltage doubler circuit, which includes the secondary winding 7b, a capacitor 10a, and a diode 10b, and applies a voltage to the magnetron 13. The tertiary winding 7 c supplies current to the filament of the magnetron 13. Reference numeral 11 denotes a diode for preventing reverse current flow. Reference numeral 14 denotes input voltage detection means for detecting a power supply voltage value obtained from the commercial power supply 1, and is provided between the filter circuit 2 and the rectifier 3 in parallel. Reference numeral 15 denotes input current detection means for detecting a current flowing during operation of the magnetron 13 by converting it into a voltage, and is provided in series between the filter circuit 2 and the input voltage detection means 14. Reference numeral 16 denotes control means for ON / OFF control of the semiconductor switching element 8, and reference numeral 17 denotes output setting means for setting the set output of the magnetron 13 by a cooking menu key (described later) based on the cooking menu. Input to the control means 16. Detection signals from the input voltage detection means 14 and the input current detection means 15 are input to the control means 16.
[0020]
FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the input voltage detection means 14, the input current detection means 15, the control means 16 and the output setting means 17. In the input voltage detection means 14, 20 and 21 are diodes for full-wave rectification of the commercial power supply 1 that has passed through the filter circuit 2, 23 and 24 are two resistors for dividing the full-wave rectified voltage, and 25 is An electrolytic capacitor for smoothing the divided voltage.
[0021]
A diode 26 is connected to the voltage dividing points of the resistors 23 and 24 and one end of the electrolytic capacitor 25. The cathode is connected to a constant voltage source 40a (here, 5V) of a certain voltage on the anode side. .
The input current detection means 15 detects an input current with a current transformer 22 having a primary side winding 22a and a secondary side winding 22b.
A resistor 27 is connected in parallel with the secondary winding 22b of the current transformer 22, and converts the current detected by the current transformer 22 into a voltage. Reference numeral 29 denotes a full-wave rectifier for full-wave rectification of the converted voltage, and reference numerals 28 and 30 denote capacitors for mainly removing noise disposed before and after the full-wave rectifier 29. 31 and 32 are resistors for dividing the voltage after full-wave rectification, and 33 is an electrolytic capacitor for smoothing the divided voltage.
Here, the input voltage detection means 14 described above is connected to one end (point A) after full-wave rectification by the full-wave rectifier 29, whereby the detection voltage value of the input voltage detection means 14 and the detection of the input current detection means 15 are detected. Add voltage values. This added voltage value is input to one end X of the error amplifier 16a in the control means 16. Further, the output setting means 17 includes a CPU 34 that stores a plurality of outputs of the magnetron 13 corresponding to the cooking menu, a cooking menu key 35 for inputting the cooking menu to the CPU 34, and an output of the magnetron 13 selected by the cooking menu key 35. The switches 36 and 37 that are turned on by a signal, the resistors 38 and 39 that divide the voltage of the constant voltage source 40b (here, 5V) when any of the switches 36 and 37 are turned on, and the resistor 41 are configured. Yes. The divided voltage value is input to the other end Y of the error amplifier 16a of the control means 16.
[0022]
The error amplifier 16a compares the added voltage value of the input voltage detection means 14 and the input current detection means 15 with the voltage value output from the output setting means 17 and outputs the result to the semiconductor switching element 8 of the resonance circuit 5.
[0023]
Next, the operation will be described.
When the commercial power source 1 is turned on, noise is removed through the filter circuit 2, and the DC voltage that has been full-wave rectified via the rectifier 3 is smoothed by the choke coil 4a and the smoothing capacitor 4b. This smoothed DC voltage is passed through the resonance circuit 5 composed of the inductance of the primary winding 7a of the capacitor 6 and the step-up transformer 7, and the semiconductor switching element 8 is turned ON / OFF by the control means 16 at a frequency of about 25 kHz to 35 kHz. As a result, a boosted voltage of about 2 kV is generated in the secondary winding 7b of the step-up transformer 7, and a voltage of about 4 kV is obtained by half-wave voltage rectification by the capacitor 10a and the diode 10b of the half-wave voltage doubler circuit 10. Is given to the magnetron 13. The tertiary winding 7c is set so as to maintain the filament temperature (cathode temperature) of the magnetron 13 within the rated range (1950 ° to 2000 ° K).
[0024]
In a microwave oven using an inverter power supply, changing the high frequency output can be realized by changing the frequency at which the semiconductor switching element 8 is turned ON / OFF. For example, the control is performed such that the frequency is about 28 kHz when the high frequency output is 800 W, and about 32 kHz when the high frequency output is 500 W.
[0025]
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the circuit of FIGS. In step S1, for example, when the user selects the high frequency output 800W with the cooking menu key 35, the CPU 34 determines in step S2 whether or not it is 800W. If 800W, the process proceeds to step S3, and the switch 36 is turned on. When the switch 36 is turned on, in step S4, the output setting means 17 uses the resistors 38 and 41 to divide the divided voltage value V of the constant voltage source 40b (here, 5V). _S (Here, 3.2 V) is output and input to the other end Y of the error amplifier 16 a of the control means 16, and the divided value is the reference voltage V _S It becomes. Next, in step S5, the diodes 20 and 21 of the input voltage detection means 14 perform full-wave rectification on the commercial power supply 1 that has passed through the filter circuit 2, and the full-wave rectified voltage is divided by the resistor 23 and the resistor 24. The voltage is smoothed by the electrolytic capacitor 25 and the input voltage detection voltage V _V Get.
[0026]
Here, the detection voltage V _V Is smaller than the constant voltage source 40a (here, 5V), the diode 26 connected to the point A is turned ON and V _v Is clipped to the voltage value of the constant voltage source 40a (here, 5V). For example, the detection voltage V of the input voltage _V Is 4.5V, the diode 26 is turned on and V _V Becomes 5V. At this time, constant current control is performed. Also, the detection voltage V _V When the voltage is 5V or higher, the detected voltage value is V _V It becomes. At this time, constant power control is performed.
[0027]
In step S6, the input current is detected by the current transformer 22 of the input current detecting means 15, and the input current is converted into a voltage by the resistor 27 connected in parallel with the secondary winding 22b of the current transformer 22. Next, the voltage is smoothed by a full-wave rectifier 29, and a voltage value V obtained by converting the input current into a voltage. _A Get. In step S7, the voltage value V obtained in steps S5 and S6. _V And V _A And add voltage value V _V + V _A Get. For example, in step S5, V _V = 5V is detected and V is detected in step S6. _A = 4V is detected, the added voltage value V _V + V _A Is 5V + 4V = 9V. Proceeding to step S8, the added voltage value V obtained at step S7 _V + V _A Is divided by the resistors 31 and 32, and the added voltage V _V + V _A Partial pressure value V _X Get. This partial pressure value V _X Is input to one end X of the error amplifier 16 a of the control means 16. And the reference voltage V _S And the partial pressure value V obtained here _X Are compared by the error amplifier 16a and V _S = V _X If so, the process proceeds to step S9, and the frequency for turning on / off the semiconductor switching element 8 of the resonance circuit 5 is set to 28 kHz. In step S8, V _S = V _X If not, the process proceeds to step S12, and the error amplifier 16a _S <V _X And V _S <V _X If so, the process proceeds to step S13, and the frequency is increased to 28.5 kHz, for example. In step S12, V _S <V _X If not, the process proceeds to step S14, where the error amplifier 16a _S > V _X And V _S > V _X If so, the frequency is lowered to, for example, 27.5 kHz in step S15. In step S14, V _S > V _X Otherwise, the process returns to step S8. Next, proceeding to step S10, the semiconductor switching element 8 of the resonance circuit 5 is turned on / off at the frequencies set in steps S9, S13, and S15, and power is supplied to the magnetron 13 in step 11. Then, the process returns from step S11 to step S5 again, and thereafter the same operation is successively repeated to perform constant power control and constant current control.
[0028]
If it is determined in step S2 that the high-frequency output is not 800 W, the process proceeds to step S16 to determine whether or not the high-frequency output is 500 W. If 500 W, the process proceeds to step S17. If not 500 W, the process returns to step S2. . When the switch 37 is turned on in step S17, the output setting means 17 is divided by the resistor 39 and the resistor 41 in step S4, and the divided voltage value V of the constant voltage source 40b (5V) _S (2.5V) is output and input to the other end Y of the error amplifier 16a of the control means 16, and this divided voltage value is the reference voltage V. _S It becomes.
[0029]
In a microwave oven using an inverter power supply, by monitoring the current that is constantly flowing and the input voltage during operation and performing feedback control, the power consumption is constant or the current is constant even if the power supply voltage fluctuates. Various control methods are used. FIG. 4 shows the reference voltage V _S And the voltage addition value V _V + V _A Partial pressure value V _X It is the figure which showed this relationship with progress of time. In the figure, when the set high frequency output is 800 W, the semiconductor switching element 8 is turned on / off at a frequency of about 28 kHz as described above. However, as the temperature of each component such as the magnetron 13, the semiconductor switching element 8, and the step-up transformer 7 rises with time, if the operation is continued at about 28 kHz, the power or current cannot be kept constant. The difference between the target value and the current or voltage is compared by the error amplifier 16a, and the result is reflected in the frequency at which the semiconductor switching element 8 is turned on / off, thereby making the power or current constant. That is, the reference voltage V set by the output setting means 17 _S Is the voltage value V detected from the input voltage detection means 14. _V And the voltage value V detected by converting the input current into a voltage by the input current detecting means 15. _A Partial pressure value V _X Are equal, ie V _S = V _X At this time, the control is continued with the frequency for turning on / off the semiconductor switching element 8 being 28 kHz.
[0030]
The reference voltage V _S Is the voltage value V _V And V _A Partial pressure value V _X If smaller, ie V _S <V _X In this case, the frequency at which the semiconductor switching element 8 is turned on / off is increased to, for example, 28.5 kHz, and the current flowing is reduced to control the power to be reduced. And the reference voltage V _S Is the voltage value V _V And V _A Partial pressure value V _X If greater, ie V _S > V _X In this case, the frequency at which the semiconductor switching element 8 is turned ON / OFF is lowered to, for example, 27.5 kHz, the flowing current is increased, and the power is controlled to increase.
Specifically, using the circuit of FIG. 2, the power supply voltage after passing through the filter circuit 2 is full-wave rectified by the diodes 20 and 21 of the input voltage detection means 14 and divided by the resistors 23 and 24. The input voltage detection voltage V is smoothed by the capacitor 25. _V Get.
Further, the flowing current is voltageized by the secondary winding 22b of the current transformer 22 of the input current detecting means 15 and the resistor 27, is full-wave rectified by the full-wave rectifier 29, and is divided by the resistors 31 and 32, and the capacitor Voltage value V converted from input current to voltage by smoothing by 33 _A Get.
[0031]
The input voltage detection voltage V _V Is connected to one end (point A in FIG. 2) of the input current detection means 15 after full-wave rectification. _V + V _A Can get V _V + V _A Partial pressure value V _X The reference voltage V set by the output setting means 17 _S It is possible to perform constant power control by maintaining the same level as. Further, the diode 26 connected to the voltage dividing points of the resistors 23 and 24 enables control combining the constant power control and the constant current control as shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the input voltage and the input current with respect to the power supply voltage, and FIG. 6 shows the voltage characteristics at point A on the circuit of FIG. 2 for explaining the operation and effect of the diode 26. FIG. The cathode of the diode 26 is connected to the voltage dividing point (A) of the resistors 23 and 24, and a constant voltage source 40a (here, 5V) of a certain voltage is connected to the anode. As a result, the value obtained by dividing the power supply voltage by the resistors 23 and 24 and a certain voltage obtained from the constant voltage source 40a are compared by the diode 26, and the voltage at the divided point (A) is the voltage of the constant voltage source 40a. If it is higher, that is, when it is 95 V or more in FIGS. 5 and 6, the feedback control is performed by adding the value of the power supply voltage and the current value, so that the constant power control is performed. In addition, when the divided voltage at the point A is lower than the voltage of the constant voltage source 40a, the voltage dividing point A is fixed to a certain voltage (here, 5V), and only the current is controlled to reduce power consumption. .
Thereby, when realizing high output, it is possible to realize a microwave oven that does not exceed the rating of the household outlet even if the power supply voltage fluctuates.
[0032]
As described above, the detection circuit for the input voltage and the input current is configured with a simple circuit configuration, two voltage values detected from the detection circuit are added, and a simple clipping circuit using a diode is provided. Even if the voltage fluctuates within the voltage range, the power consumption can be kept constant, and when the voltage drops below a certain voltage, the current can be kept constant and a microwave oven that does not exceed the rating of the household outlet can be provided.
[0033]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a main part circuit diagram showing Embodiment 2 of the present invention.
In the first embodiment, the voltage dividing resistors of the input voltage detecting means 14 are two resistors 23 and 24. However, in the second embodiment, as shown in FIG. 7, the resistor 23, the resistor 24, and the resistor 42 is connected in series to divide the input voltage, the electrolytic capacitor 25 is connected in parallel with the series connection circuit of the two resistors 24 and 42 in the rear stage, and the averaged voltage is divided into the two The voltage is divided and output by the resistors 24 and 42, and the constant voltage source 40a is supplied to the connection point between the two resistors 23 and 24 in the previous stage via the diode 26. The range of constant power control and constant current control can be changed by changing the setting of the resistance value of either the resistor 24 or the resistor 42 in the subsequent stage. Specifically, when the set value of the resistor 24 is reduced, the range in which constant power control is performed to a lower power supply voltage as shown by the dotted line in FIG. 6 can be expanded to, for example, 92V to 110V. Further, even if the set value of the resistor 42 is increased instead of the resistor 24, the range in which the constant power control is performed can be expanded to, for example, 92V to 110V. On the contrary, when the set value of the resistor 24 is increased or when the set value of the resistor 42 is decreased, the range in which the constant power control is performed can be narrowed to, for example, 98V to 110V as shown by the one-dot chain line in FIG. .
According to the second embodiment, there is an effect that the voltage range can be arbitrarily set only by changing the setting of the resistance value as described above.
[0034]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0035]
Within a certain voltage range, the power consumption is kept constant even when the voltage fluctuates, and when the voltage drops below a certain voltage, the current is kept constant to reduce the power consumption, thereby rating the household outlet. Can be provided.
[0036]
In addition, an input voltage and input current detection circuit can be configured with a simple circuit configuration, and can be realized by adding two voltage values detected from the detection circuit and providing a simple clipping circuit with a diode, so that it is inexpensive. It becomes.
[0037]
Also, by making the resistance value variable, the voltage range in which constant power control can be performed can be expanded or narrowed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a high-frequency heating device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a detailed circuit diagram showing a specific configuration of FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of FIGS. 1 and 2;
FIG. 4 Reference voltage value V _S And addition voltage value V _V + V _A It is a characteristic view which shows these relationships with time passage.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between input power and input current when the power supply voltage fluctuates.
6 is a voltage characteristic diagram at a point A in FIG. 2;
FIG. 7 is a main portion circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional high-frequency heating device.
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating details of the operation side control unit in FIG. 8;
10 is a circuit diagram showing details of a current side control unit in FIG. 8; FIG.
11 is a characteristic diagram showing the relationship between input power and input current when the power supply voltage in FIG. 8 fluctuates.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply, 2 Filter circuit, 3 Rectifier, 4 Smoothing circuit, 4a Choke coil, 4b Smoothing capacitor, 5 Resonant circuit, 6 Capacitor, 7 Boost transformer, 7a Primary winding of boost transformer, 7b Secondary winding of boost transformer Wire, 7c step-up transformer tertiary winding, 8 semiconductor switching element, 9 diode, 10 half-wave voltage doubler circuit, 10a capacitor, 10b, 11 diode, 13 magnetron, 14 input voltage detection means, 15 input current detection means, 16 Control means, 16a error amplifier, 17 output setting means, 20, 21 diode, 22 current transformer, 22a primary winding of current transformer, 22b secondary winding of current transformer, 23, 24 resistance, 25 electrolytic capacitor, 26 diode , 27 resistors, 28, 30 capacitors, 29 full-wave rectifiers, 3 , 32 resistors, 33 the electrolytic capacitor, 34 CPU, 35 cooking menu key, 36 and 37 switch, 38,39,41,42 resistance 40a, a constant voltage source of the voltage with 40b

Claims

DC voltage obtained by full-wave rectification of the commercial power supply is converted into a high-frequency voltage, and the power supply voltage value obtained from the commercial power supply in a high-frequency heating device using an inverter power supply that rectifies the converted high-frequency voltage to drive the magnetron. Input voltage detection means for detecting the current, input current detection means for detecting by converting the input current flowing during operation of the magnetron into a voltage value, and output setting for outputting a predetermined voltage value according to the set output of the magnetron And the output voltage value of the output setting means is compared with the added voltage value obtained by adding the detection voltage value of the input voltage detection means and the detection voltage value of the input current detection means, and the frequency according to the comparison result A control circuit for driving the inverter power supply, and the control device keeps power consumption constant with respect to fluctuations in the power supply voltage within a predetermined power supply voltage range. And the predetermined power supply voltage range, which performs control for reducing power consumption by a current constant against variation of the power supply voltage, the input voltage detecting means, the two resistors connected in series, of which A capacitor is connected in parallel to one resistor of the resistor, and a constant voltage source is connected to the connection point of the two resistors via a diode. The input voltage is divided by the two resistors, and the capacitor The high-frequency heating apparatus is characterized in that an average value is output from a connection point of two resistors and a constant voltage source is supplied to the connection point via the diode .

DC voltage obtained by full-wave rectification of the commercial power supply is converted into a high-frequency voltage, and the power supply voltage value obtained from the commercial power supply in a high-frequency heating device using an inverter power supply that rectifies the converted high-frequency voltage to drive the magnetron. Input voltage detection means for detecting the current, input current detection means for detecting by converting the input current flowing during operation of the magnetron into a voltage value, and output setting for outputting a predetermined voltage value according to the set output of the magnetron And the output voltage value of the output setting means is compared with the added voltage value obtained by adding the detection voltage value of the input voltage detection means and the detection voltage value of the input current detection means, and the frequency according to the comparison result A control circuit for driving the inverter power supply, and the control device keeps power consumption constant with respect to fluctuations in the power supply voltage within a predetermined power supply voltage range. And, outside the predetermined power supply voltage range, the control is performed to reduce the power consumption by making the current constant with respect to the fluctuation of the power supply voltage, and the input voltage detecting means connects three resistors in series, of which A capacitor is connected in parallel to the two resistors in the rear stage, and a constant voltage source is connected to the connection point of the two resistors in the previous stage through a diode, and the input voltage is divided by the three resistors. The voltage averaged by the capacitor is divided by the two resistors at the rear stage and output from the connection point of the two resistors, and the voltage at the connection point of the two resistors at the front stage is determined via the diode. A high-frequency heating apparatus characterized by supplying a voltage source .

3. The high frequency heating apparatus according to claim 2, wherein a resistance value of one of the two subsequent resistors is variable .

The input current detection means has a current transformer for detecting the input current, a resistor connected in parallel to the secondary winding of the current transformer, and converts the current into a voltage, and outputs the converted voltage value. The high-frequency heating device according to any one of claims 1 to 3 .

The output setting means includes a CPU storing the output of the magnetron, a cooking menu key for inputting a cooking menu to the CPU, a switch controlled by an output signal of the magnetron selected by the cooking menu key, a constant voltage source The high-frequency heating device according to claim 1, further comprising a plurality of resistors that divide the voltage .