JP3977604B2 - 電子レンジ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路を介してマイクロ波発生装置の駆動を制御する構成の電子レンジに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
近年、家庭内においても、モバイル機器同士、モバイル機器とその周辺機器、モバイル機器と家電製品等をワイヤレス接続することが行われている。このような家庭内ネットワークには、通信距離が短いことから消費電力が小さい比較的微弱な電波を利用する通信技術が用いられる。
【0003】
このような家庭内ネットワークに利用される通信技術の一つにブルートゥース(「BluetoothTM」エリクソン社の登録商標、以下同じ。)等のワイヤレスネットワークがある。ブルートゥースは、電波法により国際的に割り当てられた工業用、化学用、医療用周波数帯(ISM帯)の一つである2.4GHz帯の電波を利用して通信を行うものである。ISM帯は、比較的自由に、且つ手軽に利用できる周波数帯域である反面、多くの電波的な外乱が存在する。
【0004】
例えば、電子レンジは、ISM帯の一つである2450MHzのマイクロ波により食品を誘電加熱するように構成されている。この場合、電子レンジ本体から漏洩する電波により無線通信やTVが受信障害を起こしたり、人体が悪影響を受けたりすることを防止するために、電波法により電子レンジの電波漏洩量が規制されている。従って、電子レンジ本体からの電波漏洩量は規制値以下に抑えられている。
【0005】
ところが、上述したようにブルートゥースは微弱な電波を利用する通信技術であるため、電子レンジ及びブルートゥース間の距離やマグネトロンの出力によっては、電子レンジ本体から漏洩する若干量の電波が妨害波となってしまう。
【0006】
特に最近は、マグネトロンの駆動電源として商用周波数を20〜30kHzに変換後、昇圧するインバータ回路を備えた電源が用いられている。この場合、商用交流電源の両位相でマグネトロンを動作する構成となっている。このため、マグネトロンの駆動時にはほぼ常にマイクロ波が放射されることになり、微弱な電波を利用する通信に対して大きな障害となる。
【0007】
例えば図7は、上記構成の電子レンジ及びブルートゥース間の距離と通信能力との関係を示している。図7において、実線Aはマグネトロンの出力が500Wの場合を、実線Bはマグネトロンの出力が800Wの場合を示している。この図7に示すように、電子レンジ及びブルートゥース間の距離が0.5mのときの通信能力は、加熱出力が500Wの場合は50KB/sであるのに対して、800Wの場合は略0KB/sになる。また、加熱出力が500Wであっても、電子レンジ及びブルートゥース間の距離が0.25mのときは通信能力が略0KB/sになる。
【0008】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、商用交流電源の両位相でマグネトロンを動作させるものであっても、ISM帯の電波を利用する通信を妨害してしまうことを極力抑えることができる電子レンジを提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、商用交流電源の交流電力を全波整流する整流回路と、この整流回路の出力端子間に接続されたインバータ回路と、加熱調理のために前記インバータ回路により駆動されてマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、前記インバータ回路を介して前記マイクロ波発生装置の駆動を制御する制御手段とを備えた電子レンジであって、加熱調理の際に前記マイクロ波発生装置を間欠的に停止させる間欠停止モードを設け、2.4GHzのISM帯を使用する無線通信を検出する通信検出手段を備え、前記制御手段は、前記通信検出手段により無線通信が検出されると共に、前記マイクロ波発生装置の出力が所定値以上のときに、前記間欠停止モードを実行するように構成され、前記間欠停止モードにおける前記マイクロ波発生装置の停止期間を、約40ms以下に設定して、前記マイクロ波発生装置を再駆動させるときにヒートランが不要なように構成されていることを特徴とする。
【0010】
上記構成によれば、マイクロ波が通信の妨害波となるおそれがあるときだけ、間欠停止モードが実行されるため、マイクロ波発生装置を不必要に停止させなくても済み、また、マイクロ波発生装置の停止後すぐに再駆動させることができるので、マイクロ波発生装置を停止させたことにより加熱時間が大きく延長されることを極力抑えることができる。
【0011】
この場合、間欠停止モードにおけるマイクロ発生装置の停止期間は、商用交流電源の1周期分に設定されていることが好ましい(請求項2の発明)。
【0016】
また、前記高周波トランス4の二次側トランス4bには、高圧整流回路5を介してマイクロ波発生装置としてのマグネトロン6が接続されている。図示しないが、前記高圧整流回路5は、コンデンサ及びダイオードを有している。
【0017】
更に、前記インバータ回路3のスイッチング素子は、インバータ制御回路7によりオンオフ制御されるように構成されている。前記インバータ制御回路7にはレンジ制御回路8からの指令信号が入力されるようになっている。前記レンジ制御回路8は、マイクロコンピュータ等を含んで構成されており、調理メニュー(加熱強度)設定スイッチや調理時間設定スイッチ、スタートスイッチ(いずれも図示せず)等からの入力信号が与えられるようになっている。
【0018】
従って、インバータ制御回路7は、レンジ制御回路8からの指令を受けると入力設定された加熱強度に応じてスイッチング素子のオン期間を決定してインバータ回路3を動作させる。これにて、商用交流電源が整流回路2、インバータ回路3、高圧整流回路5を介してマグネトロン6に供給される。
【0019】
一方、前記商用交流電源1にはゼロクロス検出回路9が接続されており、前記ゼロクロス検出回路9の出力S1はカウンタ回路10に与えられるようになっている。図3の(a)及び(b)に示すように、前記ゼロクロス検出回路9は、商用交流電源1のゼロクロスを検出したときに「H」レベルのパルス信号を出力する。
【0020】
また、前記カウンタ回路10の出力S2は、前記インバータ制御回路7の停止回路7aに与えられるようになっている。図3の(c)に示すように、前記カウンタ回路10の出力S2は、ゼロクロス検出回路9からのパルス数が18になると「H」レベルに切り替えられると共にカウント値がリセットされ、続いてパルス数が2になると「L」レベルに切替えられると共にカウント値がリセットされるようになっている。
【0021】
そして、前記停止回路7aに「H」レベルの信号が与えられると、インバータ制御回路7はスイッチング素子をオフしてマグネトロン6への電圧の供給を停止するように構成されている。また、停止回路7aに「L」レベルの信号が与えられると、インバータ制御回路7はレンジ制御回路8からの指令に基づいてインバータ回路3を制御してマグネトロン6を駆動する。即ち、本実施例においては、インバータ制御回路7及びレンジ制御回路8が制御手段として機能する。
【0022】
従って、加熱調理の際は、インバータ制御回路3は、マグネトロン6を駆動する動作と、マグネトロン6を停止する動作とを順に繰り返す間欠停止モードを実行する。そして、本実施例においては、マグネトロン6を駆動する駆動期間は商用交流電源1の9周期分に設定され、マグネトロン6を停止する停止期間は商用交流電源1の1周期分(16〜20ms)に設定されている。マグネトロン6の停止期間が約40ms以下であれば、マグネトロン6を再駆動する際にヒートランの必要がなく、直ぐに動作させることができる。
【0023】
この結果、マグネトロン6の動作電流波形は図3の(d)に示すようになる。尚、駆動期間においてもマグネトロン6の動作電流がゼロになる期間(1〜2ms程度)が存在する。これは、整流回路2の脈流出力電圧の谷部分ではマグネトロン6が動作しないためである。
【0024】
ここで、電子レンジの加熱出力とブルートゥースの通信能力との関係について本発明者が行った実験結果を図3に示す。この実験は、本実施例に係る電子レンジ及び従来構成の電子レンジ(加熱調理時にマグネトロンを常時動作させる構成)をそれぞれブルートゥースから0.5m離れた部位に設置して行ったものである。図3中、破線は本実施例に係る電子レンジの実験結果を、実線は従来構成の電子レンジの実験結果を示している。この図3に示すように、本実施例の電子レンジの方が、従来構成の電子レンジよりもブルートゥースによる通信に及ぼす影響が小さい。
【0025】
ブルートゥースの通信方式は、2402〜2480MHz帯域に1MHz単位で存在する79の通信スペクタクルが625μs毎に、即ち1秒間に1600回のスピードでランダムに変化する周波数ホッピング型のスペクトル拡散方式(以下、周波数ホッピング)が採用されている。つまり、ブルートゥースの最小通信単位(タイムスロット)は625μsであり、送受信では1.25ms(625μs×2)となる。従って、1.25ms×2=2.5msのタイムスロットがあれば確実に送受信できる。
【0026】
これに対して、本実施例では、加熱調理の際にマグネトロン6を間欠的に停止させると共にこの停止期間を16〜20msに設定した。従って、このマグネトロン6の停止期間をタイムスロットに利用することにより、加熱調理時であってもブルートゥースの通信を維持することができる。
【0027】
また、本実施例では、マグネトロン6の停止期間を商用交流電源1の1周期分とすると共に商用交流電源1の周期に同期するように構成した。このため、間欠停止モードを比較的簡単に構成することができる。しかも、マグネトロン6の駆動期間に対する停止期間の長さを9分の1にしたので、停止期間を設けたことによる加熱効率の低下を極力抑えることができる。
【0028】
尚、図3に示すように、加熱出力が500Wより小さい場合は、従来構成の電子レンジであっても十分にブルートゥースの通信を維持することができる。従って、本実施例においては、マグネトロン6の出力が500W以上に設定されたときにはレンジ制御回路8はインバータ制御回路7を介して間欠停止モードを実行し、500Wより小さい出力に設定されたときにはマグネトロン6を常時駆動するように構成しても良い。このような構成によれば、電子レンジ本体から漏洩する電波が通信の妨害波とならない低出力のときに、マグネトロン6を不必要に停止させなくても済む。
【0029】
図4は本発明の第2の実施例を示すものであり、第1の実施例と異なるところを説明する。尚、第1の実施例と同一部分には同一符号を付している。この第2の実施例は、ブルートゥース11を備え、図示しないモバイル機器と双方向通信が可能に構成されていると共にブルートゥース11による通信が行われていることが検出されたときに間欠停止モードを実行するように構成したところに特徴を有する。
【0030】
前記ブルートゥース11は、通信用のアンテナ12を備えた送受信切換回路13、受信回路14、送信回路15、送受信制御回路16、受信信号処理回路17、マイクロ波発生タイミング回路18、マイクロ波発生回路19、ブルートゥース制御回路20から構成されている。また、前記送受信制御回路16には、通信検出手段たるブルートゥース検出回路21が接続されている。前記ブルートゥース検出回路21の出力S3は、ブルートゥース11による通信が行われていることを検出したときに「H」レベルとなる。
【0031】
一方、前記カウンタ回路10の出力S2はAND回路22の一方の入力端子に与えられ、前記ブルートゥース検出回路21の出力S3は前記AND回路22の他方の入力端子に与えられるようになっている。そして、前記AND回路22の出力端子には前記停止回路7aが接続されている。従って、ブルートゥース検出回路21の出力S3及びカウンタ回路10の出力S2がいずれも「H」レベルのとき、前記AND回路22の出力は「H」レベルとなる。つまり、本実施例においては、ブルートゥース11による通信が行われているとき、インバータ制御回路7はインバータ回路3を制御してマグネトロン6を駆動させる動作と停止させる動作とを順に行う間欠停止モードを実行する。
【0032】
このような構成の本実施例によれば、ブルートゥース11による通信が行われておらず、マグネトロン6が発生するマイクロ波が通信を妨害するおそれがないときに、マグネトロン6が不必要に停止しなくても済む。
尚、上記した以外の構成は第1の実施例と同じであり、従って、本実施例においても第1の実施例と同様の作用、効果が得られる。
【0033】
図5及び図6は本発明の第3の実施例を示すものであり、第1の実施例と異なるところを説明する。尚、第1の実施例と同一部分には同一符号を付している。この第3の実施例では、整流回路2の脈流出力電圧の谷部分に停止期間を設けたところに特徴を有する。即ち、図5に示すように、整流回路2の正出力端子には抵抗31を介してコンパレータ32の反転入力端子が接続されており、このコンパレータ32の出力S4が停止回路7aに与えられるようになっている。また、前記整流回路2の正出力端子と前記抵抗31との間には抵抗33,34及びコンデンサ35が接続されており、前記コンデンサ35の電圧Vcが前記コンパレータ32の非反転入力端子に与えられるようになっている。
【0034】
図6の(b)に示すように、前記コンパレータ32の反転入力端子の入力電圧Vbが非反転入力端子の入力電圧Vcを越えると、コンパレータ32の出力S4は「L」レベルとなり、入力電圧Vc以下となると「H」レベルとなる。そして、インバータ制御回路7は、出力S4が「H」レベルのときインバータ回路3のスイッチング素子をオフするようになっている。この結果、図6の(d)に示すようなタイミングでマグネトロン6に動作電流が流れ、整流回路2の脈流出力電圧の谷部分に停止期間が発生する。この場合、各停止期間は約2.5msとなるように設定されている。
【0035】
このような構成においても、加熱調理の際にマグネトロン6が間欠的に停止されるので、この停止期間をタイムスロットとすることによりブルートゥースによる通信を維持することができる。
【0036】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形、拡張が可能である。
第1及び第3の実施例においては、加熱調理時には常にマグネトロンを間欠的に停止させるように構成したが、間欠停止モードの実行を指示する指示手段、例えばブルートゥース対応スイッチを操作パネルに設けて、このスイッチが押圧操作されたときにマグネトロンを間欠的に停止させるように構成しても良い。
【0037】
このような構成によれば、電子レンジの周辺でブルートゥースによる通信が行われているときにのみ間欠停止モードを実行するように設定できるので、マグネトロンを不必要に停止させてしまうということがない。
【0038】
第2及び第3の実施例においては、加熱出力が500W以上のときにのみ、間欠停止モードを実行するように構成しても良い。
【0039】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電子レンジによれば、加熱調理の際に前記マイクロ波発生装置を間欠的に停止させる間欠停止モードを設け、2.4GHzのISM帯を使用する無線通信を検出する通信検出手段を備え、前記制御手段は、前記通信検出手段により無線通信が検出されると共に、前記マイクロ波発生装置の出力が所定値以上のときに、前記間欠停止モードを実行するように構成され、前記間欠停止モードにおける前記マイクロ波発生装置の停止期間を、約40ms以下に設定して、前記マイクロ波発生装置を再駆動させるときにヒートランが不要なように構成されているので、マイクロ波が通信の妨害波となるおそれがあるときだけ、間欠停止モードが実行されるため、マイクロ波発生装置を不必要に停止させなくても済み、また、マイクロ波発生装置の停止後すぐに再駆動させることができるので、マイクロ波発生装置を停止させたことにより加熱時間が大きく延長されることを極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すものであり、電子レンジの概略的構成を示す電気回路図
【図2】各部の波形図を示すものであり、(a)は商用交流電源の入力電圧、(b)はゼロクロス検出回路の出力信号、(c)はカウンタ回路の出力信号、(d)はマグネトロンの動作電流
【図3】加熱出力と通信能力との関係を示す図
【図4】本発明の第2の実施例を示す図1相当図
【図5】本発明の第3の実施例を示す図1相当図
【図6】各部の波形図を示すものであり、(a)は整流回路の整流出力電圧波形、(b)はコンパレータの反転入力端子及び非反転入力端子に与えられる電圧波形、(c)はコンパレータの出力パルス波形、(d)はマグネトロンの動作電流波形
【図7】発明が解決しようとする課題を説明するための図であり、電子レンジ及びブルートゥース間の距離と通信能力との関係を示す図
【符号の説明】
図中、1は商用交流電源、2は整流回路、3はインバータ回路、6はマグネトロン(マイクロ波発生装置)、7はインバータ制御回路(制御手段)、8はレンジ制御回路(制御手段)11はブルートゥース(無線通信)、21はブルートゥース検出回路(通信検出手段)を示す。
Claims (2)
- 商用交流電源の交流電力を全波整流する整流回路と、
この整流回路の出力端子間に接続されたインバータ回路と、
加熱調理のために前記インバータ回路により駆動されてマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、
前記インバータ回路を介して前記マイクロ波発生装置の駆動を制御する制御手段とを備えた電子レンジにおいて、
加熱調理の際に前記マイクロ波発生装置を間欠的に停止させる間欠停止モードを設け、
2.4GHzのISM帯を使用する無線通信を検出する通信検出手段を備え、
前記制御手段は、前記通信検出手段により無線通信が検出されると共に、前記マイクロ波発生装置の出力が所定値以上のときに、前記間欠停止モードを実行するように構成され、
前記間欠停止モードにおける前記マイクロ波発生装置の停止期間を、約40ms以下に設定して、前記マイクロ波発生装置を再駆動させるときにヒートランが不要なように構成されていることを特徴とする電子レンジ。 - 間欠停止モードにおけるマイクロ発生装置の停止期間は、商用交流電源の1周期分に設定されていることを特徴とする請求項1記載の電子レンジ。
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