JP4243299B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents
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Description
ここで、特許文献2で提案されている高周波加熱装置について説明する。
図6は、特許文献2で提案されている高周波加熱装置の構成を示す回路図である。この図に示す高周波加熱装置は、単方向電源部1と、インバータ部2と、高圧整流回路3と、マグネトロン4と、スイッチングレート検出部5と、二次側電流検出部6と、制御部7と、カレントトランス8及び9とから構成されている。
すなわち、入力電流の検出にカレントトランスを用いており、このカレントトランス自体が比較的大型であることから省スペース化の障害になり、またコストも比較的高いことから装置のコストダウンの障害にもなっている。
本実施の形態の高周波加熱装置は、入力電流を検出するためのシャント抵抗30と、このシャント抵抗30に発生する電圧を取り出すためのバッファ31とを具備している点で従来の高周波加熱装置と異なっている。
また、シャント抵抗30として、従来のような放熱板に取り付ける型のものやセメントモールド型のものと異なり、裸抵抗線を用いている。裸抵抗線を用いることで従来のものと比べて省スペース化が図れるとともにコストダウンが図れる。
バッファ31は、図2に示すように高入力インピーダンスオペアンプ(演算増幅器)3101と、オペアンプ3101の一方の入力端(反転入力端)とシャント抵抗30との間に介挿される抵抗3102と、オペアンプ3101の他方の入力端(非反転入力端)とシャント抵抗30との間に介挿される抵抗3103と、オペアンプ3101の出力端と一方の入力端との間に介挿される抵抗3104と、オペアンプ3101の他方の入力端と接地との間に介挿される抵抗3105とを備えて構成される。この場合、抵抗3102と抵抗3103の抵抗値を同一にしており、また抵抗3104と抵抗3105の抵抗値を同一、あるいは抵抗比を同一(3104/3102=3105/3103)にして差動増幅回路を実現している。
バッファ31は、シャント抵抗30を含んでも除いてもパッケージ化することが可能である。シャント抵抗30を含まない外付けタイプでは、高周波加熱装置の設計仕様に応じ最適な抵抗値のシャント抵抗を選択することができる利点を有している。これに対して、シャント抵抗30を含む内蔵タイプでは、様々な値のシャント抵抗を持つものを用意しておくことによって高周波加熱装置の設計仕様に応じて最適ものを選択することができる。なお、FPLA(Field Programmable Logic Array)のように、様々な値を設定できるような構造を持たせるようにすることも可能である。いずれにしても従来のようなカレントトランスを用いることなく入力電流を検出することができる。そして、オペアンプと複数の抵抗素子とから成る簡単な構成で実現できるので、カレントトランスを使用する場合と比べて低コスト化並びに小型化が図れる。また、カレントトランスで発生するようなノイズの発生はない。
図3は、本実施の形態に係る高周波加熱装置におけるプリント基板の一部分の実装状態を示す斜視図である。また、図4は、図3を矢印Ya方向から見た図である。
このような切欠部33aの形成により、ダイオードブリッジ101、半導体スイッチング素子205及びシャント抵抗30それぞれの端子の放熱板33に対する短絡を防止することができ、さらにシャント抵抗30を、ダイオードブリッジ101と半導体スイッチング素子205それぞれの端子と同一直線上に配置することができる。因みに、切欠部33aの寸法としては、例えば高さが6〜7mm、奥行きが6〜7mmである。
この図において、“A”で示す部分にはダイオードブリッジ101が配置され、“B”で示す部分にはシャント抵抗30が配置され、“C”で示す部分には半導体スイッチング素子205が配置される。ダイオードブリッジ101と半導体スイッチング素子205とシャント抵抗30とをプリント基板32上の同一直線上に配置することでプリント基板32上の配線パターンの最適化が図れる。そして、配線パターンの最適化によって、ダイオードブリッジ101と半導体スイッチング素子205とシャント抵抗30との間の距離が短くなり、その分、配線パターンからのノイズの発生を低く抑えることができる。
また、上記実施の形態においては、シャント抵抗30をワイヤー状の裸抵抗線としたが、板状の裸抵抗線とすることもできる。
2 インバータ部
3 高圧整流回路
4 マグネトロン
7 制御部
30 シャント抵抗
31 バッファ
32 プリント基板
33 放熱板
33a 切欠部
101 ブリッジダイオード(整流素子)
205 半導体スイッチング素子
3101 オペアンプ
3102、3103、3104、3105 抵抗
Claims (1)
- 商用電源を単方向に変換する単方向電源部と、少なくとも1個の半導体スイッチング素子を有し、この半導体スイッチング素子をオン/オフすることにより前記単方向電源部からの電力を高周波電力に変換するインバータ部と、前記インバータ部の出力電圧を昇圧する昇圧トランスと、前記昇圧トランスの出力電圧を倍電圧整流する高圧整流部と、前記高圧整流部の出力を電磁波として放射するマグネトロンとを具備する高周波加熱装置において、
前記単方向電源部の出力電流を測定できる個所に対して直列に介挿されるシャント抵抗と、前記シャント抵抗に電流が流れることで発生する電圧を取り出すバッファと、前記バッファの出力を所定値に一定制御すべく前記半導体スイッチング素子のオン/オフを制御する制御部と
を具備し、
前記バッファは、高入力インピーダンスの演算増幅器を具備し、前記演算増幅器の入力端間に抵抗素子を介して前記シャント抵抗を介挿し、
前記単方向電源部は、交流電源を全波整流する整流素子を含み、前記整流素子と前記半導体スイッチング素子とが同一の放熱板に取り付けられ、
前記放熱板には、前記整流素子及び前記半導体スイッチング素子のそれぞれの端子と前記放熱板との間で一定の距離を確保するとともに前記放熱板と前記シャント抵抗との間で絶縁距離を確保するための切欠部が形成されており、
前記切欠部は前記放熱板の幅方向に沿って形成され、
前記シャント抵抗は裸抵抗線として、前記放熱板の前記切欠部内であって前記切欠部に沿って前記絶縁距離が確保された位置に配置されることを特徴とする高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007105673A JP4243299B2 (ja) | 2007-04-13 | 2007-04-13 | 高周波加熱装置 |
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JP2007188900A JP2007188900A (ja) | 2007-07-26 |
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