JP3819297B2 - 直流用電子レンジの駆動回路及びその制御方法 - Google Patents
直流用電子レンジの駆動回路及びその制御方法 Download PDFInfo
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- H05B6/6417—Door interlocks of the microwave heating apparatus and related circuits
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は直流用電子レンジの駆動回路及びその制御方法に係り、さらに詳しくは直流電源を交流に変換してマグネトロンを駆動する直流用電子レンジの駆動回路及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
一般の交流用電子レンジは、１１０〜２３０Ｖの商用交流電源を印加されマイクロ波を発させるマグネトロンを駆動できるようになっている。
一方、商用交流電源の供給が困難な野外や車両、船舶、航空機などのような各種の運送手段内で使用できる直流用電子レンジが開発されている。
かかる直流用電子レンジは、通常直流電源バッテリから出力される直流電圧をインバータ(Inverter)により交流電圧に変換してマグネトロンを駆動する。
【０００３】
一般に用いられる１２Ｖや２４Ｖの直流電源バッテリを使用する直流用電子レンジは、マグネトロンを駆動するために３０Ａ〜１００Ａの大電流が求められる。従って、電子レンジの電源供給を直接に断続するためのスイッチ、すなわちドア開閉と連動する主インターロックスイッチ(primaryInterlockSwitch)、調理オン/オフボタン操作に応ずる副インターロックスイッチ(SecondaryInterlockSwitch)は直流電源からの大電流を十分に耐えられるものが求められる。
【０００４】
ところが、大電流用スイッチは作製し難く、製造コストがアップする短所がある。
また、直流用電子レンジは、電子レンジの規格機関から求められるインターロック規定を満たすべきである。すなわち、直流用電子レンジはドアが開放される時主インターロックスイッチと副インターロックスイッチとが短絡されている状態でマグネトロンが駆動されない構造を有するべきである。
その他、直流電源から過電流の流入を抑えて回路素子を保護できる構造が求められる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述した問題点を改善し要求事項を満たすために創案されたことで、その目的は直流電源から流入される過電流について回路素子を保護することができる直流用電子レンジの駆動回路及びその制御方法を提供するところにある。
本発明の他の目的は、小容量のスイッチにより直流電源の断続が可能であり、電子レンジのインターロック規定を満たす直流用電子レンジの駆動回路及びその制御方法を提供するところにある。
【０００６】
前述した目的を達成するために本発明の一実施形態によれば、駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、前記インバータ手段の駆動により印加された交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段とを備える直流用電子レンジの駆動回路において、前記直流電源から前記インバータ手段に供給される電流を検出し、検出された電流が過電流に該当すれば前記パルス駆動手段の駆動パルス発生が遮断されるよう前記パルス駆動手段に過電流検出信号を出力する過電流検出手段とを備える。
【０００７】
望ましくは、前記過電流検出手段は、前記インバータ手段に供給される電流を検出する過電流検出部と、前記過電流検出部から出力される検出信号を設定された基準信号と比較し、比較結果信号を出力する比較部とを備え、前記パルス駆動手段は、前記比較部の比較結果信号が前記過電流検出信号に該当すれば前記駆動パルスの発生を止めさせる。
前記過電流検出部は前記パルス駆動手段から前記駆動パルスを印加され前記インバータ手段と同一な周期で駆動される複数のバイポーラトランジスタを備えることが望ましい。
【０００８】
また、前記過電流検出手段から前記過電流検出信号が発されれば、前記過電流検出信号を保ち続ける過電流維持手段をさらに備える。
前記過電流維持手段は、前記パルス駆動手段から出力されるフィードバック制御信号を印加されターンオンされるフィードバック用トランジスタと、該フィードバック用トランジスタのターンオンに対応して前記比較部に前記基準信号より高いフィードバック信号を前記比較部に出力し続けるように、前記比較部と前記フィードバック用トランジスタとの間に接続されたダイオードを備え、前記パルス駆動手段は前記比較部の過電流検出信号に応答して前記フィードバック制御信号を出力する。
【０００９】
また、前述した他の目的を達成するために本発明の他の実施形態によれば、駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、該インバータ手段の駆動により印加された交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段とを備える直流用電子レンジの駆動回路において、調理室ドアの開閉動作により前記パルス駆動手段への電力供給を断続することができるように設けられたスイッチング手段を備える。
望ましくは、前記スイッチング手段は、前記調理室ドアの開閉状態により前記パルス駆動手段の電源入力端側への電源供給経路を直接または間接的にオン/オフスイッチングさせうるように設けられたドア感知スイッチと、前記パルス駆動手段の電源入力端への電源供給経路上に接続され、前記調理室ドアの開閉動作によりスイッチオン/オフされる主インターロックスイッチとを備える。
【００１０】
また、前記調理室ドアが開放状態の時、前記直流電源の前記高圧トランスへの電力供給を遮断させるスイッチモニター手段をさらに備えることが望ましい。
前記スイッチモニター手段は、前記高圧トランスの１次コイルを短絡できる位置上に設けられ、前記調理室ドアの開閉動作によりスイッチが切り換られる複数のモニタースイッチと、該複数のモニタースイッチと前記直流電源との電流導通経路上に設けられたヒューズとを備える。
【００１１】
そして、前述した他の目的を達成するために本発明の他の実施形態によれば、駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、該インバータ手段の駆動により印加された交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段とを備える直流用電子レンジの駆動回路において、調理室ドアが開放状態の時、前記直流電源から前記高圧トランスへの電源供給を遮断させ得るように設けられたスイッチモニター手段を備える。
【００１２】
また、前述した目的を達成するために本発明に係る直流用電子レンジの駆動方法は、駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、該インバータ手段の駆動により印加された交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段、及び前記直流電源から前記パルス駆動手段への電力供給をスイッチングするスイッチング手段とを備える直流用電子レンジの駆動方法において、イ)調理室ドアが閉鎖され、調理開始選択信号が入力されれば、前記スイッチング手段を制御して前記パルス駆動手段を駆動させる段階と、ロ)前記パルス駆動手段により駆動される前記インバータ手段を介して前記高圧トランスに過電流が供給されるのかを検出する段階と、ハ)前記過電流が検出されたと判断されれば、前記パルス駆動手段の駆動を止めて前記マグネトロンへの電力供給を遮断させる段階と、を備える。
【００１３】
図面の簡単な説明
図１は本発明の第１実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図、
図２は本発明の第２実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図、
図３は本発明の第３実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した図である。
同図を参照すれば、直流用電子レンジの駆動回路は、直流電源ＤＣと、ドア感知スイッチＤＳＷと、電圧レギュレータ３０と、主インターロックスイッチＰＳＷと、副インターロックスイッチＳＳＷと、マイコン４０とを備える。
【００１５】
また、電子レンジの駆動回路は、パルス駆動部ＶＦＣ１と、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２とからなるプッシュプル回路と、高圧トランスＨＶＴと、マグネトロンＭＧＴと、ドアランプＬと、ファンモータＦと、第１及び第２リレイスイッチＲＹ１、ＲＹ２と、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２と、を備える。
【００１６】
インバータ手段は、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の駆動により直流電源ＤＣから高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１にプッシュプル方式により電力を供給するようになったプッシュプル回路が適用されている。すなわち、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１の中央部に形成されたタップを中心に電流パスが交差されるように、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２が直流電源ＤＣと接続されている。
パルス駆動手段のパルス駆動部ＶＦＣは、第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を介して相互パルス周期が交番的に反転される第１及び第２駆動パルスをそれぞれ発させる。パルス駆動部ＶＦＣは、直流電源ＤＣを介して接続されている電源端子Ｖｃｃを通して所定の直流電圧、例えば１５Ｖ電圧を供給されるようになっている。従って、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２はパルス駆動部ＶＦＣ１の出力端ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から発する第１及び第２駆動パルスをそのゲート端にそれぞれ印加され交番的にオン/オフ駆動される。
【００１７】
高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１には第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の交番駆動により交流電圧が印加される。その結果、高圧トランスＨＶＴの２次コイルＴ２には巻線比に比例した高圧の交流電圧が誘起され、２次コイルＴ２に接続された高圧キャパシタＨＶＣと高圧ダイオードＨＶＤにより倍圧された交流電圧がマグネトロンＭＧＴに印加される。すると、マグネトロンＭＧＴは供給された電力によりマイクロ波を発する。
【００１８】
一方、駆動回路は、調理室ドア(図示せず)の開閉動作によりパルス駆動部ＶＦＣ１への電力供給を断続できるように設けられたスイッチング手段を備える。
スイッチング手段はドア感知スイッチＤＳＷ、主インターロックスイッチＰＳＷを備える。望ましくは、スイッチング手段は副インターロックスイッチＳＳＷを備える。
ドア感知スイッチＤＳＷは、調理室ドアの開閉状態により調理室ドアの干渉によりパルス駆動部の電源入力端側への電源供給経路を直接または間接的にオン/オフさせうるように設けられる。ドア感知スイッチＤＳＷは、通常のマイクロスイッチが調理室ドアの開閉に干渉するように設けられる。
【００１９】
ドア感知スイッチＤＳＷの一端は直流電源ＤＣ端と連結され、その他端は励磁コイルＩＣＯと連結されている。
励磁コイルＩＣＯは、マイコン４０によりスイッチング制御されるスイッチングトランジスタ４１を介して接地端と連結されている。
電圧レギュレータ３０は、パルス駆動部ＶＦＣの電源入力端Ｖｃｃに必要な電圧を供給するために直流電源ＤＣと接続されている。すなわち、電圧レギュレータ３０はその入力端が直流電源ＤＣ端と連結され、その出力端が主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷとを介してパルス駆動部ＶＦＣ１の電源端子Ｖｃｃと連結されている。
【００２０】
電圧レギュレータ３０は、直流電源ＤＣからの例えば１２Ｖの直流電圧をパルス駆動部ＶＦＣ１の動作に必要な１５Ｖの直流電圧に電圧調整して、主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷとを介してパルス駆動部ＶＦＣ１の電源入力端に供給するようになっている。パルス駆動部ＶＦＣにおいて求める電圧と直流電源ＤＣの出力電圧とが一致する場合は電圧レギュレータ３０は省かれる。
【００２１】
主インターロックスイッチＰＳＷは、パルス駆動部ＶＦＣ１の電源入力端への電源供給経路上に接続され、調理室ドアの開閉動作によりスイッチオン/オフするよう設けられている。すなわち、主インターロックスイッチＰＳＷは、電子レンジの調理室ドアが閉鎖されれば、調理室ドアに連動してスイッチングオンするように設けられる。
【００２２】
副インターロックスイッチＳＳＷは、パルス駆動部ＶＦＣ１の電源入力端への電源供給経路上に主インターロックスイッチと直列状に接続され、ドア感知スイッチのスイッチ状態によりスイッチオン/オフが制御されるよう設けられている。すなわち、副インターロックスイッチＳＳＷは、ドア感知スイッチＤＳＷがスイッチングオンしてある状態で、調理機能の実行を制御するマイコン４０の制御によりスイッチングトランジスタ４１がターンオンすれば、励磁コイルＩＣＯの電流導通によりスイッチングオンする。
【００２３】
調理室ドアが開放状態の時、直流電源ＤＣの高圧トランスＨＶＴへの電力供給を遮断するためのスイッチモニター手段として、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２が設けられている。
第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２は、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１に並んで設けられている。
すなわち、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２は、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１を短絡させうる位置上に設けられ、調理室ドアの開閉動作によりスイッチが切り換られる。
【００２４】
第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２は、調理室ドアが開放されている際スイッチオン、閉鎖される時スイッチオフ動作を行うように調理室ドアと連動して設けられる。従って、ドアが開放される時、スイッチング手段の誤動作により電源断続用スイッチＤＳＷ、ＰＳＷがオンされていても、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２により高圧トランスＨＶＴへの電流供給が抑えられる。
【００２５】
一方、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２がオンされた状態で大電流が流れる時、素子を保護するためのヒューズＦＵＳＥ１がモニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２と直流電源ＤＣとの電流導通経路上に設けられている。すなわち、モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２のそれぞれの一端は、ヒューズＦＵＳＥ１を介して直流電源ＤＣと接続されており、他端は応ずる電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２と高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１との間に接続されている。従って、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２がスイッチオンされ閉回路が形成される時流れる大電流により直流電源ＤＣとの間に設けられたヒューズＦＵＳＥ１がオープンされ、よってマグネトロンＭＧＴの駆動が防がれる。
【００２６】
マイコン４０は、提供される多様な調理機能に対する全般の制御を担う。マイコン４０は、ドアが閉鎖された状態でユーザにより所定調理機能の実行入力信号が操作パネル(図示せず)を介して入力されれば、スイッチングトランジスタ４１を駆動して副インターロックスイッチＳＳＷをスイッチングオンさせる。
従って、主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷがそれぞれスイッチングオンされれば、電圧レギュレータ３０からの１５Ｖの直流電圧がパルス駆動部ＶＦＣ１の電源端子Ｖｃｃに印加される。
【００２７】
第１リレイスイッチＲＹ１は、ドアの開放状態によりドア感知スイッチＤＳＷがスイッチオフされれば、逆にスイッチオンされる。従って、ドアランプＬは、第１リレイスイッチＲＹ１がスイッチオンされれば、直流電源ＤＣからの直流電圧を印加されて点灯される。
第２リレイスイッチＲＹ２は、ドア感知スイッチＤＳＷがスイッチオンされた状態でユーザにより操作パネルから調理開始選択信号が入力されれば、それに連動されスイッチオンされる。従って、マグネトロンＭＧＴを冷却させるためのファンモータＦは第２リレイスイッチＲＹ２がスイッチオンされれば直流電源ＤＣにより回転駆動される。
第１及び第２リレイスイッチＲＹ１、ＲＹ２はマイコンにより制御されることが望ましい。
【００２８】
以下、電子レンジの駆動回路の動作を詳述する。
まず、調理室ドアが開放された状態では、ドア感知スイッチＤＳＷと主インターロックスイッチＰＳＷがスイッチオフされる。すると、電圧レギュレータ３０からのパルス駆動部ＶＦＣ１の電力供給が遮断され、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２のターンオフによりマグネトロンＭＧＴへの電力供給がなされない。
【００２９】
一方、調理室ドアが閉鎖されれば、ドア感知スイッチＤＳＷと主インターロックスイッチＰＳＷは調理室ドアの閉鎖状態に応じてスイッチオンされる。
ドアが閉鎖した状態でユーザの操作により操作パネルから調理開始選択信号が入力されれば、マイコン４０はスイッチングトランジスタ４１をターンオンさせる。すると、励磁コイルＩＣＯの電流導通により発する電磁力により副インターロックスイッチＳＳＷがスイッチオンされる。
主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷが全てスイッチオンされれば、パルス駆動部ＶＦＣ１は電圧レギュレータ３０から供給された電力により動作し、第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を介して相互パルス発生周期が交番するように第１及び第２パルス信号を発する。
【００３０】
一方、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、パルス駆動部ＶＦＣ１から発する第１及び第２パルス信号に応じて交番的にオン/オフされる。第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の交番的なオン/オフ動作により、高圧トランスＨＶＴの１次側コイルＴ１に交流電圧が印加され、２次コイルＴ２に高圧が誘起される。
これにより、マグネトロンＭＧＴは、高圧トランスＭＧＴの２次コイルに誘起された後高圧キャパシタＨＶＣ及び高圧ダイオードＨＶＤにより倍圧された電圧により駆動されてマイクロ波を発する。
【００３１】
一方、主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷに異常が発生して調理室ドアが開放されても短絡状態を維持する場合、調理室ドアの開放によりスイッチオンされる第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２によりヒューズＦＵＳＥ１はオープンされる。ヒューズＦＵＳＥ１がオープンされれば、直流電源ＤＣから高圧トランスＨＶＴの電力供給が遮断され、マグネトロンＭＧＴは駆動が止まる。
【００３２】
次いで、図２に基づき本発明の第２実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を説明する。
前述した図面と同一機能を果たす要素は同一参照符号を付し、それに対する説明は省く。
図２を参照すれば、電子レンジの駆動回路は、第１及び第２トランジスタ５０、５１と、ＯＰアンプ５２と、第３トランジスタ５３と、ダイオードＤ１と、パルス駆動部ＶＦＣ２と、を備える。参照符号５４はパルス駆動部ＶＦＣ２に内蔵された比較器である。
【００３３】
過電流検出手段は、過電流検出部と比較部とを備える。
過電流検出部は、インバータ手段の第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を介して供給される電流を検出する。
過電流検出部の第１及び第２トランジスタ５０、５１は、それぞれのベース端がパルス駆動部ＶＦＣ２の第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２と接続されている。また、第１及び第２トランジスタ５０、５１のそれぞれのコレクタ端は、高圧トランスＨＶＴの１次側コイルＴ１を介して直流電源ＤＣのプラス端と連結されており、そのエミッタ端は抵抗Ｒ７、Ｒ８を介して接地端と連結されている。
【００３４】
従って、第１及び第２トランジスタ５０、５１は、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２と連動され駆動される。すなわち、第１及び第２トランジスタ５０、５１は、パルス駆動部ＶＦＣ２の第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２において相互交番的に発する第１及び第２パルス信号に応じて相互交番的にターンオンされる。
一方、第１及び第２トランジスタ５０、５１を通して流れる電流は、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１に流れる電流量に対応する。従って、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１に交番的に流れる電流量が増えれば、第１及び第２トランジスタ５０、５１と接続された抵抗により降下された電圧レベルは増える。
【００３５】
第１トランジスタ５０のエミッタ端と抵抗Ｒ７端との間及び第２トランジスタ５１のエミッタ端と抵抗Ｒ８端との間は相互共通接続されＯＰアンプ５２の非反転入力端と連結される。
電流検出信号を増幅する増幅部の要素であるＯＰアンプ５２は、その反転入力端が一つの抵抗Ｒ９を介して接地されており、もう一つの抵抗Ｒ１０を介してその出力端と接続されている。
ＯＰアンプ５２は出力分圧用抵抗Ｒ９、Ｒ１０により決まる増幅率により第１及び第２トランジスタ５０、５１の各エミッタ端から出力される合成電圧を増幅して出力する。
【００３６】
比較部は過電流検出部から検出された電圧を設定された基準電圧と比較し、比較結果信号を出力する。
比較部として適用された比較器５４は、その非反転入力端がＯＰアンプ５２の出力端と連結され、その反転入力端が電源電圧(５Ｖ)を分圧させ基準電圧を発する分圧抵抗Ｒ１２、Ｒ１３の間に連結される。
示した比較器５４は、パルス発生器以外に余分のエラーアンプを内蔵して商用の集積回路をパルス駆動部ＶＦＣ２として使用する際、パルス駆動部ＶＦＣ２内に存するエラーアンプを利用していることを示している。パルス駆動部ＶＦＣ２は、直流電源ＤＣ(＋１２Ｖ)からドア感知スイッチＤＳＷを介して電力を供給されるようになっている。
【００３７】
一方、過電流検出手段により過電流検出信号が発すれば、過電流検出信号を保たせ比較部５４に印加する過電流維持手段がさらに備えられることが望ましい。
過電流維持手段はフィードバック部を備える。
フィードバック部は、比較器５４の非反転端子と接続された第３トランジスタ５３と、抵抗Ｒ１４と、ダイオードＤ１とを備える。
第３トランジスタ５３のベース端は、パルス駆動部ＶＦＣ２のフィードバック端子ＦＢと接続されている。第３トランジスタ５３のエミッタ端は抵抗Ｒ１４を介して接地端と連結されており、ダイオードＤ１を介して比較器５４の非反転入力端と連結されている。
【００３８】
ここで、パルス駆動部ＶＦＣ２は、比較器５４から基準電圧を越える電圧を検出した結果に応ずる比較結果信号を発すれば、第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から第１及び第２パルス信号の出力を止める。かつ、パルス駆動部ＶＦＣ２はそのフィードバック端子ＦＢを介して第３トランジスタ５３をターンオンさせるフィードバック制御信号を発生し続ける。
すると、第３トランジスタ５３は、パルス駆動部ＶＦＣ２から出力し続けられるフィードバック制御信号をそのベース端に印加されターンオン状態を維持し、ダイオードＤ１の導通により出力されるフィードバック信号は、比較器５４の反転端子に誘起される基準電圧を越える電圧値で比較器に入力される。
【００３９】
以下、本発明の第２実施形態による電子レンジの駆動回路に対する動作を詳述する。
まず、ドア感知スイッチＤＳＷがスイッチオンされれば、パルス駆動部ＶＦＣ２は１２Ｖの直流電圧をその電源端Ｖｃｃに印加され起動する。起動されたパルス駆動部ＶＦＣ２は、第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を介して相互パルス周期が交番する第１及び第２パルス信号を発する。
【００４０】
この際、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、パルス駆動部ＶＦＣ２から出力される第１及び第２パルス信号に応じて交番的にターンオンされる。すると、前述した通り、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１に交流電圧が印加され、２次コイルＴ２に接続されたマグネトロン(図示せず)が駆動される。
かつ、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の交番的なスイッチングオン動作に連動され、第１及び第２トランジスタ５０、５１も交番的にスイッチングオンされる。
【００４１】
ＯＰアンプ５２は第１及び第２トランジスタ５０、５１のエミッタ端に形成される合成電圧をその非反転端子に印加され増幅して出力し、パルス駆動部ＶＦＣ２に内蔵された比較器５４はＯＰアンプ５２から出力された電圧信号を分圧抵抗Ｒ１２、Ｒ１３により生成された基準電圧と比較し、比較結果信号を発する。
かかる動作中に高圧トランスＨＶＴに過電流が流れれば、第１及び第２トランジスタ５０、５１のエミッタ端の電圧が増え、その結果比較器５４がハイレベルの信号を出力する。
【００４２】
比較器５４から過電流検出信号に該当するハイレベルの信号が入力されれば、パルス駆動部ＶＦＣ２は第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２からの第１及び第２パルス信号の出力を止め、フィードバック端子ＦＢを介してフィードバック制御信号を発生し続ける。すると、第３トランジスタ５３はフィードバック制御信号を印加され引き続きスイッチオンされ、比較器５４はダイオードD１を通して過電流検出に相応して印加されるフィードバック電圧により過電圧検出信号を出力し続ける。
【００４３】
つまり、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２はスイッチオフ状態を保ち、よってマグネトロンの駆動が中断される。従って、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を含んだ関連回路素子が過電流から保護される。
以下、図３を参照して本発明の第３実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を説明する。
前述した図面と同一機能を果たす要素は同一符号を付し、その説明は省く。
【００４４】
図面を参照すれば、駆動回路は第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２と、第１及び第２トランジスタ５０、５１と、ＯＰアンプ５２と、第３トランジスタ５３と、ダイオードＤ１と、パルス駆動部ＶＦＣ２、及び前記パルス駆動部ＶＦＣ２に内蔵された比較器５４と、を備える。
スイッチモニター手段の第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２のそれぞれの第１スイッチング接点Ｎ１１、Ｎ２１がヒューズＦＵＳＥ１を介して直流電源ＤＣのプラス端(＋)と共通に接続連結され、それぞれの第２スイッチング接点Ｎ１２、Ｎ２２が過電流検出/維持手段の要素である第１及び第２トランジスタ５０、５１と接続されている。
【００４５】
ここで、過電流検出/維持手段は、前述した過電流検出手段と過電流維持手段を含む。
３端子よりなる第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２は直流電源ＤＣからヒューズＦＵＳＥ１に連なる第１ループと、過電流検出/維持手段に連なる第２ループのうちいずれか一つのループをスイッチ切換により選択されるように設けられた３端子のモニタースイッチが適用されている。すなわち、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２は、それぞれインバータ手段の第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２から高圧トランスＨＶＴに連なる電流供給経路上にその固定端が接続され、固定端と選択的にスイッチされる第１接点Ｎ１１がヒューズＦＵＳＥ１を介して直流電源ＤＣと連結され、固定端と選択的にスイッチされる第２接点Ｎ１２が調理室ドアの閉鎖時過電流の検出を行う手段側と連結されている。
【００４６】
第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２は、調理室ドアに干渉され調理室ドアが開放されれば、第１スイッチング接点Ｎ１１、Ｎ２１に接続され、調理室ドアが閉鎖されれば第２スイッチング接点Ｎ１２、Ｎ２２に接続される。
一方、調理室ドアが開放される時、異常発生により主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷが短絡された状態ならば、第１スイッチング接点Ｎ１１、Ｎ２１と接続された第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２によりヒューズＦＵＳＥ１がオープンされる。
【００４７】
第１及び第２トランジスタ５０、５１は、それぞれのベース端がパルス駆動部ＶＦＣ２の第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２と接続されている。 第１及び第２トランジスタ５０、５１のそれぞれのコレクタ端は、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２の第２スイッチング接点Ｎ１２、Ｎ２２と接続されており、そのエミッタ端はそれぞれの抵抗Ｒ７、Ｒ８を通して接地されている。
【００４８】
以下、本発明の第３実施形態による電子レンジの駆動回路に対する動作を詳述する。
まず、主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷがスイッチオンされ、電圧レギュレータ３０から１５Vの直流電圧をその電源端Ｖｃｃを通して印加されれば、パルス駆動部ＶＦＣ２は第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を通して相互パルス発生周期が交番する第１及び第２パルス信号を発する。すると、前述した通り、高圧トランスＨＶＴに交流電圧が印加されマグネトロンＭＧＴが駆動される。この際、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２は、そのスイッチ端子が第２スイッチング接点Ｎ１２、Ｎ２２と接続されている。
【００４９】
一方、かかる駆動過程中に第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の交番的なスイッチングオン動作により形成される閉回路において過度な電流が発生されれば、前述した通り、第１及び第２トランジスタ５０、５１を通して流れる電流が増える。その結果、比較器５４は過電流検出に応ずるハイレベルの比較結果信号を出力する。
すると、パルス駆動部ＶＦＣ２は、フィードバック端子ＦＢを介して引き続きフィードバック制御信号を発して過電圧の検出状態を保たせ、マグネトロンの駆動が中止するように第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２がスイッチングオフされるよう制御する。
【００５０】
一方、調理室が開放される時、主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷが非正常に短絡された状態ならば、そのスイッチング端子が第１スイッチング接点Ｎ１１、Ｎ２１に切換スイッチされた第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２により第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を介して流れる電流がバイパスされる。この際、流れる大電流によりヒューズＦＵＳＥ１がオープンされる。
結局、高圧トランスＨＶＴを介したマグネトロンＭＧＴの駆動が中止され、回路素子が保護される。
【００５１】
産業上の利用可能性。
本発明に係る直流用電子レンジ駆動回路は、直流電圧を交流電圧に変換するプッシュプル回路の駆動をパルス駆動部から出力されるパルス信号に応じて制御できるようなっており、直流電源からパルス駆動部に連なる電力供給経路上に低電流用インターロック用スイッチを設けることにより、調理室ドアに連動する直流電源の断続制御が容易になる。
また、本発明に係る直流用電子レンジ駆動回路は、異常発生によりインターロックスイッチの誤動作または直流電源から過電流が流れる時マグネトロンの駆動を止めることができ、過電流から回路素子の損傷を防止できる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図である。
【図２】 本発明の第２実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図である。
【図３】 本発明の第３実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図である。
【符号の説明】
３０…電圧レギュレータ
４０…マイコン
ＶＦＣ２…駆動パルス部
【発明の属する技術分野】
本発明は直流用電子レンジの駆動回路及びその制御方法に係り、さらに詳しくは直流電源を交流に変換してマグネトロンを駆動する直流用電子レンジの駆動回路及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
一般の交流用電子レンジは、１１０〜２３０Ｖの商用交流電源を印加されマイクロ波を発させるマグネトロンを駆動できるようになっている。
一方、商用交流電源の供給が困難な野外や車両、船舶、航空機などのような各種の運送手段内で使用できる直流用電子レンジが開発されている。
かかる直流用電子レンジは、通常直流電源バッテリから出力される直流電圧をインバータ(Inverter)により交流電圧に変換してマグネトロンを駆動する。
【０００３】
一般に用いられる１２Ｖや２４Ｖの直流電源バッテリを使用する直流用電子レンジは、マグネトロンを駆動するために３０Ａ〜１００Ａの大電流が求められる。従って、電子レンジの電源供給を直接に断続するためのスイッチ、すなわちドア開閉と連動する主インターロックスイッチ(primaryInterlockSwitch)、調理オン/オフボタン操作に応ずる副インターロックスイッチ(SecondaryInterlockSwitch)は直流電源からの大電流を十分に耐えられるものが求められる。
【０００４】
ところが、大電流用スイッチは作製し難く、製造コストがアップする短所がある。
また、直流用電子レンジは、電子レンジの規格機関から求められるインターロック規定を満たすべきである。すなわち、直流用電子レンジはドアが開放される時主インターロックスイッチと副インターロックスイッチとが短絡されている状態でマグネトロンが駆動されない構造を有するべきである。
その他、直流電源から過電流の流入を抑えて回路素子を保護できる構造が求められる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述した問題点を改善し要求事項を満たすために創案されたことで、その目的は直流電源から流入される過電流について回路素子を保護することができる直流用電子レンジの駆動回路及びその制御方法を提供するところにある。
本発明の他の目的は、小容量のスイッチにより直流電源の断続が可能であり、電子レンジのインターロック規定を満たす直流用電子レンジの駆動回路及びその制御方法を提供するところにある。
【０００６】
前述した目的を達成するために本発明の一実施形態によれば、駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、前記インバータ手段の駆動により印加された交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段とを備える直流用電子レンジの駆動回路において、前記直流電源から前記インバータ手段に供給される電流を検出し、検出された電流が過電流に該当すれば前記パルス駆動手段の駆動パルス発生が遮断されるよう前記パルス駆動手段に過電流検出信号を出力する過電流検出手段とを備える。
【０００７】
望ましくは、前記過電流検出手段は、前記インバータ手段に供給される電流を検出する過電流検出部と、前記過電流検出部から出力される検出信号を設定された基準信号と比較し、比較結果信号を出力する比較部とを備え、前記パルス駆動手段は、前記比較部の比較結果信号が前記過電流検出信号に該当すれば前記駆動パルスの発生を止めさせる。
前記過電流検出部は前記パルス駆動手段から前記駆動パルスを印加され前記インバータ手段と同一な周期で駆動される複数のバイポーラトランジスタを備えることが望ましい。
【０００８】
また、前記過電流検出手段から前記過電流検出信号が発されれば、前記過電流検出信号を保ち続ける過電流維持手段をさらに備える。
前記過電流維持手段は、前記パルス駆動手段から出力されるフィードバック制御信号を印加されターンオンされるフィードバック用トランジスタと、該フィードバック用トランジスタのターンオンに対応して前記比較部に前記基準信号より高いフィードバック信号を前記比較部に出力し続けるように、前記比較部と前記フィードバック用トランジスタとの間に接続されたダイオードを備え、前記パルス駆動手段は前記比較部の過電流検出信号に応答して前記フィードバック制御信号を出力する。
【０００９】
また、前述した他の目的を達成するために本発明の他の実施形態によれば、駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、該インバータ手段の駆動により印加された交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段とを備える直流用電子レンジの駆動回路において、調理室ドアの開閉動作により前記パルス駆動手段への電力供給を断続することができるように設けられたスイッチング手段を備える。
望ましくは、前記スイッチング手段は、前記調理室ドアの開閉状態により前記パルス駆動手段の電源入力端側への電源供給経路を直接または間接的にオン/オフスイッチングさせうるように設けられたドア感知スイッチと、前記パルス駆動手段の電源入力端への電源供給経路上に接続され、前記調理室ドアの開閉動作によりスイッチオン/オフされる主インターロックスイッチとを備える。
【００１０】
また、前記調理室ドアが開放状態の時、前記直流電源の前記高圧トランスへの電力供給を遮断させるスイッチモニター手段をさらに備えることが望ましい。
前記スイッチモニター手段は、前記高圧トランスの１次コイルを短絡できる位置上に設けられ、前記調理室ドアの開閉動作によりスイッチが切り換られる複数のモニタースイッチと、該複数のモニタースイッチと前記直流電源との電流導通経路上に設けられたヒューズとを備える。
【００１１】
そして、前述した他の目的を達成するために本発明の他の実施形態によれば、駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、該インバータ手段の駆動により印加された交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段とを備える直流用電子レンジの駆動回路において、調理室ドアが開放状態の時、前記直流電源から前記高圧トランスへの電源供給を遮断させ得るように設けられたスイッチモニター手段を備える。
【００１２】
また、前述した目的を達成するために本発明に係る直流用電子レンジの駆動方法は、駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、該インバータ手段の駆動により印加された交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段、及び前記直流電源から前記パルス駆動手段への電力供給をスイッチングするスイッチング手段とを備える直流用電子レンジの駆動方法において、イ)調理室ドアが閉鎖され、調理開始選択信号が入力されれば、前記スイッチング手段を制御して前記パルス駆動手段を駆動させる段階と、ロ)前記パルス駆動手段により駆動される前記インバータ手段を介して前記高圧トランスに過電流が供給されるのかを検出する段階と、ハ)前記過電流が検出されたと判断されれば、前記パルス駆動手段の駆動を止めて前記マグネトロンへの電力供給を遮断させる段階と、を備える。
【００１３】
図面の簡単な説明
図１は本発明の第１実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図、
図２は本発明の第２実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図、
図３は本発明の第３実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した図である。
同図を参照すれば、直流用電子レンジの駆動回路は、直流電源ＤＣと、ドア感知スイッチＤＳＷと、電圧レギュレータ３０と、主インターロックスイッチＰＳＷと、副インターロックスイッチＳＳＷと、マイコン４０とを備える。
【００１５】
また、電子レンジの駆動回路は、パルス駆動部ＶＦＣ１と、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２とからなるプッシュプル回路と、高圧トランスＨＶＴと、マグネトロンＭＧＴと、ドアランプＬと、ファンモータＦと、第１及び第２リレイスイッチＲＹ１、ＲＹ２と、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２と、を備える。
【００１６】
インバータ手段は、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の駆動により直流電源ＤＣから高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１にプッシュプル方式により電力を供給するようになったプッシュプル回路が適用されている。すなわち、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１の中央部に形成されたタップを中心に電流パスが交差されるように、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２が直流電源ＤＣと接続されている。
パルス駆動手段のパルス駆動部ＶＦＣは、第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を介して相互パルス周期が交番的に反転される第１及び第２駆動パルスをそれぞれ発させる。パルス駆動部ＶＦＣは、直流電源ＤＣを介して接続されている電源端子Ｖｃｃを通して所定の直流電圧、例えば１５Ｖ電圧を供給されるようになっている。従って、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２はパルス駆動部ＶＦＣ１の出力端ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から発する第１及び第２駆動パルスをそのゲート端にそれぞれ印加され交番的にオン/オフ駆動される。
【００１７】
高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１には第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の交番駆動により交流電圧が印加される。その結果、高圧トランスＨＶＴの２次コイルＴ２には巻線比に比例した高圧の交流電圧が誘起され、２次コイルＴ２に接続された高圧キャパシタＨＶＣと高圧ダイオードＨＶＤにより倍圧された交流電圧がマグネトロンＭＧＴに印加される。すると、マグネトロンＭＧＴは供給された電力によりマイクロ波を発する。
【００１８】
一方、駆動回路は、調理室ドア(図示せず)の開閉動作によりパルス駆動部ＶＦＣ１への電力供給を断続できるように設けられたスイッチング手段を備える。
スイッチング手段はドア感知スイッチＤＳＷ、主インターロックスイッチＰＳＷを備える。望ましくは、スイッチング手段は副インターロックスイッチＳＳＷを備える。
ドア感知スイッチＤＳＷは、調理室ドアの開閉状態により調理室ドアの干渉によりパルス駆動部の電源入力端側への電源供給経路を直接または間接的にオン/オフさせうるように設けられる。ドア感知スイッチＤＳＷは、通常のマイクロスイッチが調理室ドアの開閉に干渉するように設けられる。
【００１９】
ドア感知スイッチＤＳＷの一端は直流電源ＤＣ端と連結され、その他端は励磁コイルＩＣＯと連結されている。
励磁コイルＩＣＯは、マイコン４０によりスイッチング制御されるスイッチングトランジスタ４１を介して接地端と連結されている。
電圧レギュレータ３０は、パルス駆動部ＶＦＣの電源入力端Ｖｃｃに必要な電圧を供給するために直流電源ＤＣと接続されている。すなわち、電圧レギュレータ３０はその入力端が直流電源ＤＣ端と連結され、その出力端が主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷとを介してパルス駆動部ＶＦＣ１の電源端子Ｖｃｃと連結されている。
【００２０】
電圧レギュレータ３０は、直流電源ＤＣからの例えば１２Ｖの直流電圧をパルス駆動部ＶＦＣ１の動作に必要な１５Ｖの直流電圧に電圧調整して、主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷとを介してパルス駆動部ＶＦＣ１の電源入力端に供給するようになっている。パルス駆動部ＶＦＣにおいて求める電圧と直流電源ＤＣの出力電圧とが一致する場合は電圧レギュレータ３０は省かれる。
【００２１】
主インターロックスイッチＰＳＷは、パルス駆動部ＶＦＣ１の電源入力端への電源供給経路上に接続され、調理室ドアの開閉動作によりスイッチオン/オフするよう設けられている。すなわち、主インターロックスイッチＰＳＷは、電子レンジの調理室ドアが閉鎖されれば、調理室ドアに連動してスイッチングオンするように設けられる。
【００２２】
副インターロックスイッチＳＳＷは、パルス駆動部ＶＦＣ１の電源入力端への電源供給経路上に主インターロックスイッチと直列状に接続され、ドア感知スイッチのスイッチ状態によりスイッチオン/オフが制御されるよう設けられている。すなわち、副インターロックスイッチＳＳＷは、ドア感知スイッチＤＳＷがスイッチングオンしてある状態で、調理機能の実行を制御するマイコン４０の制御によりスイッチングトランジスタ４１がターンオンすれば、励磁コイルＩＣＯの電流導通によりスイッチングオンする。
【００２３】
調理室ドアが開放状態の時、直流電源ＤＣの高圧トランスＨＶＴへの電力供給を遮断するためのスイッチモニター手段として、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２が設けられている。
第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２は、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１に並んで設けられている。
すなわち、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２は、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１を短絡させうる位置上に設けられ、調理室ドアの開閉動作によりスイッチが切り換られる。
【００２４】
第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２は、調理室ドアが開放されている際スイッチオン、閉鎖される時スイッチオフ動作を行うように調理室ドアと連動して設けられる。従って、ドアが開放される時、スイッチング手段の誤動作により電源断続用スイッチＤＳＷ、ＰＳＷがオンされていても、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２により高圧トランスＨＶＴへの電流供給が抑えられる。
【００２５】
一方、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２がオンされた状態で大電流が流れる時、素子を保護するためのヒューズＦＵＳＥ１がモニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２と直流電源ＤＣとの電流導通経路上に設けられている。すなわち、モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２のそれぞれの一端は、ヒューズＦＵＳＥ１を介して直流電源ＤＣと接続されており、他端は応ずる電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２と高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１との間に接続されている。従って、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２がスイッチオンされ閉回路が形成される時流れる大電流により直流電源ＤＣとの間に設けられたヒューズＦＵＳＥ１がオープンされ、よってマグネトロンＭＧＴの駆動が防がれる。
【００２６】
マイコン４０は、提供される多様な調理機能に対する全般の制御を担う。マイコン４０は、ドアが閉鎖された状態でユーザにより所定調理機能の実行入力信号が操作パネル(図示せず)を介して入力されれば、スイッチングトランジスタ４１を駆動して副インターロックスイッチＳＳＷをスイッチングオンさせる。
従って、主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷがそれぞれスイッチングオンされれば、電圧レギュレータ３０からの１５Ｖの直流電圧がパルス駆動部ＶＦＣ１の電源端子Ｖｃｃに印加される。
【００２７】
第１リレイスイッチＲＹ１は、ドアの開放状態によりドア感知スイッチＤＳＷがスイッチオフされれば、逆にスイッチオンされる。従って、ドアランプＬは、第１リレイスイッチＲＹ１がスイッチオンされれば、直流電源ＤＣからの直流電圧を印加されて点灯される。
第２リレイスイッチＲＹ２は、ドア感知スイッチＤＳＷがスイッチオンされた状態でユーザにより操作パネルから調理開始選択信号が入力されれば、それに連動されスイッチオンされる。従って、マグネトロンＭＧＴを冷却させるためのファンモータＦは第２リレイスイッチＲＹ２がスイッチオンされれば直流電源ＤＣにより回転駆動される。
第１及び第２リレイスイッチＲＹ１、ＲＹ２はマイコンにより制御されることが望ましい。
【００２８】
以下、電子レンジの駆動回路の動作を詳述する。
まず、調理室ドアが開放された状態では、ドア感知スイッチＤＳＷと主インターロックスイッチＰＳＷがスイッチオフされる。すると、電圧レギュレータ３０からのパルス駆動部ＶＦＣ１の電力供給が遮断され、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２のターンオフによりマグネトロンＭＧＴへの電力供給がなされない。
【００２９】
一方、調理室ドアが閉鎖されれば、ドア感知スイッチＤＳＷと主インターロックスイッチＰＳＷは調理室ドアの閉鎖状態に応じてスイッチオンされる。
ドアが閉鎖した状態でユーザの操作により操作パネルから調理開始選択信号が入力されれば、マイコン４０はスイッチングトランジスタ４１をターンオンさせる。すると、励磁コイルＩＣＯの電流導通により発する電磁力により副インターロックスイッチＳＳＷがスイッチオンされる。
主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷが全てスイッチオンされれば、パルス駆動部ＶＦＣ１は電圧レギュレータ３０から供給された電力により動作し、第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を介して相互パルス発生周期が交番するように第１及び第２パルス信号を発する。
【００３０】
一方、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、パルス駆動部ＶＦＣ１から発する第１及び第２パルス信号に応じて交番的にオン/オフされる。第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の交番的なオン/オフ動作により、高圧トランスＨＶＴの１次側コイルＴ１に交流電圧が印加され、２次コイルＴ２に高圧が誘起される。
これにより、マグネトロンＭＧＴは、高圧トランスＭＧＴの２次コイルに誘起された後高圧キャパシタＨＶＣ及び高圧ダイオードＨＶＤにより倍圧された電圧により駆動されてマイクロ波を発する。
【００３１】
一方、主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷに異常が発生して調理室ドアが開放されても短絡状態を維持する場合、調理室ドアの開放によりスイッチオンされる第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１、ＭＳＷ２によりヒューズＦＵＳＥ１はオープンされる。ヒューズＦＵＳＥ１がオープンされれば、直流電源ＤＣから高圧トランスＨＶＴの電力供給が遮断され、マグネトロンＭＧＴは駆動が止まる。
【００３２】
次いで、図２に基づき本発明の第２実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を説明する。
前述した図面と同一機能を果たす要素は同一参照符号を付し、それに対する説明は省く。
図２を参照すれば、電子レンジの駆動回路は、第１及び第２トランジスタ５０、５１と、ＯＰアンプ５２と、第３トランジスタ５３と、ダイオードＤ１と、パルス駆動部ＶＦＣ２と、を備える。参照符号５４はパルス駆動部ＶＦＣ２に内蔵された比較器である。
【００３３】
過電流検出手段は、過電流検出部と比較部とを備える。
過電流検出部は、インバータ手段の第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を介して供給される電流を検出する。
過電流検出部の第１及び第２トランジスタ５０、５１は、それぞれのベース端がパルス駆動部ＶＦＣ２の第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２と接続されている。また、第１及び第２トランジスタ５０、５１のそれぞれのコレクタ端は、高圧トランスＨＶＴの１次側コイルＴ１を介して直流電源ＤＣのプラス端と連結されており、そのエミッタ端は抵抗Ｒ７、Ｒ８を介して接地端と連結されている。
【００３４】
従って、第１及び第２トランジスタ５０、５１は、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２と連動され駆動される。すなわち、第１及び第２トランジスタ５０、５１は、パルス駆動部ＶＦＣ２の第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２において相互交番的に発する第１及び第２パルス信号に応じて相互交番的にターンオンされる。
一方、第１及び第２トランジスタ５０、５１を通して流れる電流は、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１に流れる電流量に対応する。従って、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１に交番的に流れる電流量が増えれば、第１及び第２トランジスタ５０、５１と接続された抵抗により降下された電圧レベルは増える。
【００３５】
第１トランジスタ５０のエミッタ端と抵抗Ｒ７端との間及び第２トランジスタ５１のエミッタ端と抵抗Ｒ８端との間は相互共通接続されＯＰアンプ５２の非反転入力端と連結される。
電流検出信号を増幅する増幅部の要素であるＯＰアンプ５２は、その反転入力端が一つの抵抗Ｒ９を介して接地されており、もう一つの抵抗Ｒ１０を介してその出力端と接続されている。
ＯＰアンプ５２は出力分圧用抵抗Ｒ９、Ｒ１０により決まる増幅率により第１及び第２トランジスタ５０、５１の各エミッタ端から出力される合成電圧を増幅して出力する。
【００３６】
比較部は過電流検出部から検出された電圧を設定された基準電圧と比較し、比較結果信号を出力する。
比較部として適用された比較器５４は、その非反転入力端がＯＰアンプ５２の出力端と連結され、その反転入力端が電源電圧(５Ｖ)を分圧させ基準電圧を発する分圧抵抗Ｒ１２、Ｒ１３の間に連結される。
示した比較器５４は、パルス発生器以外に余分のエラーアンプを内蔵して商用の集積回路をパルス駆動部ＶＦＣ２として使用する際、パルス駆動部ＶＦＣ２内に存するエラーアンプを利用していることを示している。パルス駆動部ＶＦＣ２は、直流電源ＤＣ(＋１２Ｖ)からドア感知スイッチＤＳＷを介して電力を供給されるようになっている。
【００３７】
一方、過電流検出手段により過電流検出信号が発すれば、過電流検出信号を保たせ比較部５４に印加する過電流維持手段がさらに備えられることが望ましい。
過電流維持手段はフィードバック部を備える。
フィードバック部は、比較器５４の非反転端子と接続された第３トランジスタ５３と、抵抗Ｒ１４と、ダイオードＤ１とを備える。
第３トランジスタ５３のベース端は、パルス駆動部ＶＦＣ２のフィードバック端子ＦＢと接続されている。第３トランジスタ５３のエミッタ端は抵抗Ｒ１４を介して接地端と連結されており、ダイオードＤ１を介して比較器５４の非反転入力端と連結されている。
【００３８】
ここで、パルス駆動部ＶＦＣ２は、比較器５４から基準電圧を越える電圧を検出した結果に応ずる比較結果信号を発すれば、第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から第１及び第２パルス信号の出力を止める。かつ、パルス駆動部ＶＦＣ２はそのフィードバック端子ＦＢを介して第３トランジスタ５３をターンオンさせるフィードバック制御信号を発生し続ける。
すると、第３トランジスタ５３は、パルス駆動部ＶＦＣ２から出力し続けられるフィードバック制御信号をそのベース端に印加されターンオン状態を維持し、ダイオードＤ１の導通により出力されるフィードバック信号は、比較器５４の反転端子に誘起される基準電圧を越える電圧値で比較器に入力される。
【００３９】
以下、本発明の第２実施形態による電子レンジの駆動回路に対する動作を詳述する。
まず、ドア感知スイッチＤＳＷがスイッチオンされれば、パルス駆動部ＶＦＣ２は１２Ｖの直流電圧をその電源端Ｖｃｃに印加され起動する。起動されたパルス駆動部ＶＦＣ２は、第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を介して相互パルス周期が交番する第１及び第２パルス信号を発する。
【００４０】
この際、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、パルス駆動部ＶＦＣ２から出力される第１及び第２パルス信号に応じて交番的にターンオンされる。すると、前述した通り、高圧トランスＨＶＴの１次コイルＴ１に交流電圧が印加され、２次コイルＴ２に接続されたマグネトロン(図示せず)が駆動される。
かつ、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の交番的なスイッチングオン動作に連動され、第１及び第２トランジスタ５０、５１も交番的にスイッチングオンされる。
【００４１】
ＯＰアンプ５２は第１及び第２トランジスタ５０、５１のエミッタ端に形成される合成電圧をその非反転端子に印加され増幅して出力し、パルス駆動部ＶＦＣ２に内蔵された比較器５４はＯＰアンプ５２から出力された電圧信号を分圧抵抗Ｒ１２、Ｒ１３により生成された基準電圧と比較し、比較結果信号を発する。
かかる動作中に高圧トランスＨＶＴに過電流が流れれば、第１及び第２トランジスタ５０、５１のエミッタ端の電圧が増え、その結果比較器５４がハイレベルの信号を出力する。
【００４２】
比較器５４から過電流検出信号に該当するハイレベルの信号が入力されれば、パルス駆動部ＶＦＣ２は第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２からの第１及び第２パルス信号の出力を止め、フィードバック端子ＦＢを介してフィードバック制御信号を発生し続ける。すると、第３トランジスタ５３はフィードバック制御信号を印加され引き続きスイッチオンされ、比較器５４はダイオードD１を通して過電流検出に相応して印加されるフィードバック電圧により過電圧検出信号を出力し続ける。
【００４３】
つまり、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２はスイッチオフ状態を保ち、よってマグネトロンの駆動が中断される。従って、第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を含んだ関連回路素子が過電流から保護される。
以下、図３を参照して本発明の第３実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を説明する。
前述した図面と同一機能を果たす要素は同一符号を付し、その説明は省く。
【００４４】
図面を参照すれば、駆動回路は第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２と、第１及び第２トランジスタ５０、５１と、ＯＰアンプ５２と、第３トランジスタ５３と、ダイオードＤ１と、パルス駆動部ＶＦＣ２、及び前記パルス駆動部ＶＦＣ２に内蔵された比較器５４と、を備える。
スイッチモニター手段の第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２のそれぞれの第１スイッチング接点Ｎ１１、Ｎ２１がヒューズＦＵＳＥ１を介して直流電源ＤＣのプラス端(＋)と共通に接続連結され、それぞれの第２スイッチング接点Ｎ１２、Ｎ２２が過電流検出/維持手段の要素である第１及び第２トランジスタ５０、５１と接続されている。
【００４５】
ここで、過電流検出/維持手段は、前述した過電流検出手段と過電流維持手段を含む。
３端子よりなる第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２は直流電源ＤＣからヒューズＦＵＳＥ１に連なる第１ループと、過電流検出/維持手段に連なる第２ループのうちいずれか一つのループをスイッチ切換により選択されるように設けられた３端子のモニタースイッチが適用されている。すなわち、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２は、それぞれインバータ手段の第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２から高圧トランスＨＶＴに連なる電流供給経路上にその固定端が接続され、固定端と選択的にスイッチされる第１接点Ｎ１１がヒューズＦＵＳＥ１を介して直流電源ＤＣと連結され、固定端と選択的にスイッチされる第２接点Ｎ１２が調理室ドアの閉鎖時過電流の検出を行う手段側と連結されている。
【００４６】
第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２は、調理室ドアに干渉され調理室ドアが開放されれば、第１スイッチング接点Ｎ１１、Ｎ２１に接続され、調理室ドアが閉鎖されれば第２スイッチング接点Ｎ１２、Ｎ２２に接続される。
一方、調理室ドアが開放される時、異常発生により主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷが短絡された状態ならば、第１スイッチング接点Ｎ１１、Ｎ２１と接続された第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２によりヒューズＦＵＳＥ１がオープンされる。
【００４７】
第１及び第２トランジスタ５０、５１は、それぞれのベース端がパルス駆動部ＶＦＣ２の第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２と接続されている。 第１及び第２トランジスタ５０、５１のそれぞれのコレクタ端は、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２の第２スイッチング接点Ｎ１２、Ｎ２２と接続されており、そのエミッタ端はそれぞれの抵抗Ｒ７、Ｒ８を通して接地されている。
【００４８】
以下、本発明の第３実施形態による電子レンジの駆動回路に対する動作を詳述する。
まず、主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷがスイッチオンされ、電圧レギュレータ３０から１５Vの直流電圧をその電源端Ｖｃｃを通して印加されれば、パルス駆動部ＶＦＣ２は第１及び第２パルス出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を通して相互パルス発生周期が交番する第１及び第２パルス信号を発する。すると、前述した通り、高圧トランスＨＶＴに交流電圧が印加されマグネトロンＭＧＴが駆動される。この際、第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２は、そのスイッチ端子が第２スイッチング接点Ｎ１２、Ｎ２２と接続されている。
【００４９】
一方、かかる駆動過程中に第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の交番的なスイッチングオン動作により形成される閉回路において過度な電流が発生されれば、前述した通り、第１及び第２トランジスタ５０、５１を通して流れる電流が増える。その結果、比較器５４は過電流検出に応ずるハイレベルの比較結果信号を出力する。
すると、パルス駆動部ＶＦＣ２は、フィードバック端子ＦＢを介して引き続きフィードバック制御信号を発して過電圧の検出状態を保たせ、マグネトロンの駆動が中止するように第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２がスイッチングオフされるよう制御する。
【００５０】
一方、調理室が開放される時、主インターロックスイッチＰＳＷと副インターロックスイッチＳＳＷが非正常に短絡された状態ならば、そのスイッチング端子が第１スイッチング接点Ｎ１１、Ｎ２１に切換スイッチされた第１及び第２モニタースイッチＭＳＷ１１、ＭＳＷ２２により第１及び第２電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を介して流れる電流がバイパスされる。この際、流れる大電流によりヒューズＦＵＳＥ１がオープンされる。
結局、高圧トランスＨＶＴを介したマグネトロンＭＧＴの駆動が中止され、回路素子が保護される。
【００５１】
産業上の利用可能性。
本発明に係る直流用電子レンジ駆動回路は、直流電圧を交流電圧に変換するプッシュプル回路の駆動をパルス駆動部から出力されるパルス信号に応じて制御できるようなっており、直流電源からパルス駆動部に連なる電力供給経路上に低電流用インターロック用スイッチを設けることにより、調理室ドアに連動する直流電源の断続制御が容易になる。
また、本発明に係る直流用電子レンジ駆動回路は、異常発生によりインターロックスイッチの誤動作または直流電源から過電流が流れる時マグネトロンの駆動を止めることができ、過電流から回路素子の損傷を防止できる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図である。
【図２】 本発明の第２実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図である。
【図３】 本発明の第３実施形態による直流用電子レンジの駆動回路を示した回路図である。
【符号の説明】
３０…電圧レギュレータ
４０…マイコン
ＶＦＣ２…駆動パルス部
Claims (15)
- 駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、該インバータ手段の駆動により印加された交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段とを備える直流用電子レンジの駆動回路において、
調理室ドアの開閉動作により前記パルス駆動手段への電力供給を断続できるように設けられたスイッチング手段を備え、
前記調理室ドアが開放状態の時、前記直流電源の前記高圧トランスへの電力供給を遮断させるスイッチモニター手段を備え、
前記スイッチモニター手段を介して前記直流電源から発する電流を検出し、検出された電流が過電流に該当すれば前記パルス駆動手段の駆動パルス発生が遮断されるように前記パルス駆動手段に過電流検出信号を出力する過電流検出 / 維持手段をさらに備えることを特徴とする直流用電子レンジの駆動回路。 - 前記スイッチング手段は、
前記調理室ドアの開閉状態の駆動により前記パルス駆動手段の電源入力端側への電源供給経路を直接または間接的にオン/オフスイッチさせうるように設けられたドア感知スイッチと、
前記パルス駆動手段の電源入力端への電源供給経路上に接続され前記調理室ドアの開閉動作によりスイッチオン/オフされる主インターロックスイッチとを備えることを特徴とする請求項１に記載の直流用電子レンジの駆動回路。 - 前記スイッチング手段は、
前記調理室ドアの開閉動作によりスイッチオン/オフされるドア感知スイッチと、
前記パルス駆動手段の電源入力端への電源供給経路上に接続され前記調理室ドアの開閉動作によりスイッチオン/オフされる主インターロックスイッチ、及び
前記パルス駆動手段の電源入力端への電源供給経路上に前記主インターロックスイッチと直列状に接続され、前記ドア感知スイッチのスイッチ状態によりスイッチオン/オフが制御される副インターロックスイッチとを備えることを特徴とする請求項１に記載の直流用電子レンジの駆動回路。 - 前記直流電源の直流電圧を電圧調整して、前記主インターロックスイッチと前記副インターロックスイッチを介して前記パルス駆動手段の電源入力端に供給する電圧レギュレータとさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の直流用電子レンジの駆動回路。
- 前記スイッチモニター手段は、
前記高圧トランスの１次コイルを短絡させうる位置上に設けられ、前記調理室ドアの開閉動作によりスイッチが切り換られる複数のモニタースイッチと、
前記複数のモニタースイッチと前記直流電源との電流導通経路上に設けられたヒューズとを備えることを特徴とする請求項１に記載の直流用電子レンジの駆動回路。 - 前記複数のモニタースイッチは、それぞれの一端が前記ヒューズを介して前記直流電源と接続されており、それぞれの他端が前記高圧トランスの１次コイルの両端に並列に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の直流用電子レンジの駆動回路。
- 前記スイッチモニター手段は、前記直流電源から前記ヒューズに連なる第１ループと、前記過電流検出/維持手段に連なる第２ループのうちいずれか一つのループをスイッチ切換により選択されるように設けられた３端子のモニタースイッチとを備えることを特徴とする請求項１に記載の直流用電子レンジの駆動回路。
- 前記過電流検出/維持手段は、
前記インバータ手段に供給される電流を検出する過電流検出部と、
該過電流検出部から出力される検出信号を設定された基準信号と比較し、比較結果信号を出力する比較部、及び
前記パルス駆動手段に制御され前記基準信号を越えるフィードバック信号を前記比較部に出力するフィードバック部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の直流用電子レンジの駆動回路。 - 前記過電流検出部から出力される検出信号を増幅して前記比較部に印加する増幅部をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の直流用電子レンジの駆動回路。
- 駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、該インバータ手段の駆動により印加された交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段とを備える直流用電子レンジの駆動回路において、
調理室ドアが開放状態の際、前記直流電源から前記高圧トランスへの電源供給を遮断させうるように設けられたスイッチモニター手段と、
前記スイッチモニター手段を介して前記直流電源から発生する電流を検出し、検出された電流が過電流に該当すれば前記パルス駆動手段の駆動パルス発生が遮断されるように前記パルス駆動手段に過電流検出信号を出力する過電流検出/維持手段とを備え、
前記スイッチモニター手段は、前記直流電源から前記ヒューズに連なる第１ループと、前記過電流検出/維持手段に連なる第２ループのうちいずれか一つのループをスイッチ切換により選択されるように設けられた３端子のモニタースイッチとを備えることを特徴とする直流用電子レンジの駆動回路。 - 前記スイッチモニター手段は、
前記高圧トランスの１次コイルを短絡させうる位置上に設けられ、前記調理室ドアの開閉動作によりスイッチが切り換られる複数のモニタースイッチと、
前記複数のモニタースイッチと前記直流電源との電流導通経路上に設けられたヒューズとを備えることを特徴とする請求項１０に記載の直流用電子レンジの駆動回路。 - 前記複数のモニタースイッチはそれぞれの一端が前記ヒューズを介して前記直流電源と接続されており、それぞれの他端が前記インバータ手段と前記高圧トランスの１次コイルとの間に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の直流用電子レンジの駆動回路。
- 前記過電流検出/維持手段は、
前記インバータ手段に供給される電流を検出する過電流検出部と、
前記過電流検出部から出力される検出信号を設定された基準信号と比較し、比較結果信号を出力する比較部、及び
前記パルス駆動手段に制御され前記基準信号を超過するフィードバック信号を前記比較部に出力するフィードバック部と、を備えることを特徴とする請求項１０に記載の直流用電子レンジの駆動回路。 - 前記過電流検出部から出力される検出信号を増幅して前記比較部に印加する増幅部をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の直流用電子レンジの駆動回路。
- 駆動パルスにより直流電源を交流に変換するインバータ手段と、該インバータ手段の駆動により印加される交流電圧を変圧してマグネトロンに供給する高圧トランスと、前記駆動パルスを発するパルス駆動手段及び前記直流電源から前記パルス駆動手段への電力供給をスイッチングするスイッチング手段とを備える直流用電子レンジの駆動方法において、
イ)調理室ドアが閉鎖され、調理開始選択信号が入力されれば、前記スイッチング手段を制御して前記パルス駆動手段を駆動させる段階と、
ロ)前記パルス駆動手段により駆動される前記インバータ手段を介して前記高圧トランスに過電流が供給されるのかを検出する段階と、
ハ)前記過電流が検出されることと判断されれば、前記パルス駆動手段の駆動を中止させ前記マグネトロンへの電力供給を遮断させる段階と、
ニ ) 前記過電流が検出されていない状態で前記調理室ドアが開放されれば、前記高圧トランスと並列状に電流パス経路を形成させ、前記並列状に形成された電流パス経路に過電 流が流れれば、前記直流電源から前記インバータ手段への電力供給経路をオープンさせる段階と、
前記インバータ手段から前記高圧トランスに連なる電流供給経路上にその固定端が接続され、該固定端と選択的にスイッチングされる第１接点がヒューズを介して前記直流電源と連結され、前記固定端と選択的にスイッチされる第２接点が前記調理室ドア閉鎖時過電流の検出を行う手段側と連結された３段のモニタースイッチを備え、
前記イ ) 段階では前記固定端を前記第２接点とスイッチオンさせ、
前記ニ ) 段階では前記固定端を前記第１接点とスイッチオンさせる
ことを特徴とする直流用電子レンジの駆動方法。
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