JP5435000B2 - Microwave processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は非絶縁のAC−DCコンバータを用いてマイクロ波を電力増幅するマイクロ波処理装置に関するものである。   The present invention relates to a microwave processing apparatus that amplifies microwave power using a non-insulated AC-DC converter.

従来この種のマイクロ波処理装置においては、例えばトランスを用いた商用電源を直流電源に変えるAC−DCコンバータ用いているものがあった(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in this type of microwave processing apparatus, for example, there is an apparatus using an AC-DC converter that changes a commercial power source using a transformer to a DC power source (see, for example, Patent Document 1).

従来、この種のマイクロ波処理装置のAC−DCコンバータは絶縁トランスを有し絶縁を構成し、絶縁トランスの2次側は電気的にフローティングしGND電位をフレームアースすることで非常に扱いやすい機器であった。図12は、特許文献1に記載された従来のマイクロ波処理装置の構成を示すシステムブロック図である。図12に示すように、絶縁トランスを有し、PFC回路によって電流高調波成分を除去する目的でキャリア周波数は50〜60kHzに変換されており絶縁トランスの小型化を想定していた。   Conventionally, the AC-DC converter of this type of microwave processing apparatus has an insulation transformer and constitutes insulation, and the secondary side of the insulation transformer is electrically floating, and is very easy to handle by grounding the GND potential. Met. FIG. 12 is a system block diagram showing a configuration of a conventional microwave processing apparatus described in Patent Document 1. In FIG. As shown in FIG. 12, an insulating transformer is provided, and the carrier frequency is converted to 50 to 60 kHz for the purpose of removing current harmonic components by a PFC circuit, so that the insulating transformer is supposed to be downsized.

特開2008−060017号公報JP 2008-060017 A

しかしながら、前記従来の構成では、確かに原理的には、キャリア周波数が高いため絶縁トランスは小型化できる要因はあるが、例えば100V商用電源を用いる家庭用であれば約1500W、またファーストフード店舗や飲食店厨房等で使用される機器においては3000Wという巨大な電力を扱う装置においては、それを絶縁し電力を磁気伝送するトランスは大型のコア、ボビンが必要となり、一般汎用部品は存在せず、一から十までオリジナル設計し部品メーカーにカスタムメードしなければならないという非常に非効率な設計開発をしいるという課題を有していた。   However, in the above-described conventional configuration, in principle, there are factors that can reduce the size of the insulation transformer because the carrier frequency is high, but for example, about 1500 W for home use using a 100 V commercial power source, In equipment used in restaurants kitchens, etc., in devices handling huge power of 3000 W, transformers that insulate them and magnetically transmit power require large cores and bobbins, and there are no general-purpose parts. It had the problem of very inefficient design and development, where one to ten original designs had to be custom-made by parts manufacturers.

さらに、非絶縁のAC−DCコンバータを有し、絶縁トランスレス構成とし、発振器から供給されるマイクロ波を増幅する増幅器に非絶縁型AC−DCコンバータから直流電圧を供給し、それと同軸線を介して接続されるキャビティと、マイクロ波をマイクロ波処理装置に供給する放射部は商用電源に活電し人が触れる可能性のある金属部が充電されることによってユーザーが感電するという課題を有していた。   Furthermore, it has a non-insulated AC-DC converter, has an insulation transformer-less configuration, and supplies a DC voltage from the non-insulated AC-DC converter to an amplifier that amplifies the microwave supplied from the oscillator, via a coaxial line. The cavity connected and the radiating part that supplies microwaves to the microwave processing device have the problem that the user is electrocuted by charging the metal part that is lively charged to the commercial power supply and possibly touched by humans. It was.

前記従来の課題を解決するために、本発明のマイクロ波処理装置は、被加熱物を収納しかつマイクロ波の外部への漏洩を防止する金属製のキャビティと、被加熱物を収納自在に開閉し閉成時にはキャビティの開口を密閉しマイクロ波の外部への漏洩を防止するドアと、ドアの開成と連動して電源ラインを両切りするドアスイッチと、マイクロ波を発生する発振器と、発振器により発生されたマイクロ波を増幅する増幅器と、増幅器に電力を供給する電源部と、増幅器のマイクロ波電力を伝送する同軸線と、増幅器により増幅されたマイクロ波を放射する放射部とを備え、増幅器は非絶縁型で絶縁トランスを有さないAC−DCコンバータからなり、その出力は同軸線によって放射部とキャビティに結合され、ドア閉成時には放射部とキャビティは充電部となり且つ使用者が触る可能性のある金属部とは絶縁を確保し、ドア開成時にはドアスイッチの働きによりAC−DCコンバータへの電
力供給を遮断するため、放射部とキャビティは非充電部となる構成としたものである。
In order to solve the above-described conventional problems, the microwave processing apparatus of the present invention includes a metal cavity for storing an object to be heated and preventing leakage of the microwave to the outside, and opening and closing the object to be heated freely. When closed, the opening of the cavity is sealed to prevent leakage of the microwave to the outside, the door switch that cuts off the power line in conjunction with the opening of the door, the oscillator that generates the microwave, and the oscillator An amplifier for amplifying the microwave, a power supply unit for supplying power to the amplifier, a coaxial line for transmitting the microwave power of the amplifier, and a radiation unit for radiating the microwave amplified by the amplifier, It consists of an AC-DC converter that is non-isolated and does not have an isolation transformer, and its output is coupled to the radiating section and cavity by a coaxial line. Is a charging part and secures insulation from the metal part that may be touched by the user. When the door is opened, the power supply to the AC-DC converter is cut off by the door switch. It becomes the structure used as a part.

これによってドアの閉成時には人が触る可能性のある金属部は絶縁が確保されているため感電する可能性がなく、ドア開成時にはドアスイッチの働きにより人が触る可能性のある金属部は非充電部となるため非絶縁型AC−DCコンバータからなるトランスレス構造としても感電の危険性のない安全なマイクロ波処理装置を実現することが可能となる。   As a result, the metal parts that can be touched by the person when the door is closed are not insulated because the insulation is secured, and the metal parts that can be touched by the door switch when the door is opened are not. Since it becomes a charging part, it becomes possible to implement | achieve the safe microwave processing apparatus without the danger of an electric shock also as a transformerless structure which consists of a non-insulation type AC-DC converter.

本発明のマイクロ波処理装置はトランスレスの非絶縁型AC−DCコンバータからなる電源を用いても感電を生じない小型で経済性に優れたマイクロ波処理装置を提供することができる。さらに、本発明のマイクロ波処理措置は非絶縁型AC−DCコンバータを使用しトランスレスを図っているためシステムを大幅に簡素化することができる。   The microwave processing apparatus of the present invention can provide a small and economical microwave processing apparatus that does not generate an electric shock even when a power source composed of a transformerless non-insulated AC-DC converter is used. Furthermore, since the microwave processing measure of the present invention uses a non-insulated AC-DC converter and is transformerless, the system can be greatly simplified.

本発明の第1の実施の形態におけるマイクロ波処理装置のドアが閉まった状態の全体の構成を示すシステムブロック図The system block diagram which shows the whole structure of the state with the closed door of the microwave processing apparatus in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施の形態におけるマイクロ波処理装置のドアが開いた状態の全体の構成を示すシステムブロック図The system block diagram which shows the whole structure of the state which the door of the microwave processing apparatus in the 1st Embodiment of this invention opened 本発明の第2の実施の形態におけるマイクロ波処理装置のドアが閉まった状態の全体の構成を示すシステムブロック図The system block diagram which shows the whole structure of the state with the closed door of the microwave processing apparatus in the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第2の実施の形態におけるマイクロ波処理装置のドアが開いた状態の全体の構成を示すシステムブロック図The system block diagram which shows the whole structure of the state which the door of the microwave processing apparatus in the 2nd Embodiment of this invention opened. 本発明の第3の実施の形態におけるマイクロ波処理装置のドアが開いた状態の全体の構成を示すシステムブロック図The system block diagram which shows the whole structure of the state which the door of the microwave processing apparatus in the 3rd Embodiment of this invention opened. 本発明の第1の実施の形態におけるマイクロ波処理装置のAC−DCコンバータを示す回路図The circuit diagram which shows the AC-DC converter of the microwave processing apparatus in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施の形態におけるマイクロ波処理装置のトランジスタがONの状態のAC−DCコンバータ動作を示す原理説明図Principle explanatory drawing which shows the AC-DC converter operation | movement of the state which the transistor of the microwave processing apparatus in the 1st Embodiment of this invention is ON 本発明の第1の実施の形態におけるマイクロ波処理装置のトランジスタがOFFの状態のAC−DCコンバータ動作を示す原理説明図Principle explanatory drawing which shows the AC-DC converter operation | movement of the state which the transistor of the microwave processing apparatus in the 1st Embodiment of this invention is OFF 本発明の第1の実施の形態におけるマイクロ波処理装置の回路動作を説明するための各部波形のタイミングチャートTiming chart of each waveform for explaining circuit operation of microwave processing apparatus according to first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施の形態におけるマイクロ波処理装置に適用される同軸線を示す断面図Sectional drawing which shows the coaxial line applied to the microwave processing apparatus in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第3の実施の形態におけるマイクロ波処理装置のチョーク部の構成を示す部分断面図The fragmentary sectional view which shows the structure of the choke part of the microwave processing apparatus in the 3rd Embodiment of this invention 従来のマイクロ波処理装置の構成を示すシステムブロック図System block diagram showing the configuration of a conventional microwave processing apparatus

第1の発明は、マイクロ波を発生して被加熱物を加熱処理するマイクロ波処理装置であって、被加熱物を収納しかつマイクロ波の外部への漏洩を防止する金属製のキャビティと、被加熱物を収納自在に開閉し閉成時にはキャビティの開口を密閉しマイクロ波の外部への漏洩を防止するドアと、ドアの開成と連動して電源ラインを両切りするドアスイッチと、マイクロ波を発生する発振器と、発振器により発生されたマイクロ波を増幅する増幅器と、増幅器に電力を供給する電源部と、増幅器のマイクロ波電力を伝送する同軸線と、増幅器により増幅されたマイクロ波を放射する放射部と、を備え、増幅器は非絶縁型で絶縁トランスを有さないAC−DCコンバータからなり、その出力は同軸線によって放射部とキャビティに結合され、ドア閉成時には放射部とキャビティは充電部となり且つ使用者が触る可能性のある金属部とは絶縁を確保することによって感電を防止している。ドア開成時にはドアスイッチの働きによりAC−DCコンバータへの電力供給を遮断することによ
り放射部とキャビティは非充電部となる構成となっている。よって人が触る可能性のある金属部は常に絶縁が確保されている。従って非絶縁型AC−DCコンバータからなるトランスレス構造としても感電の危険を回避することができる。
A first invention is a microwave processing apparatus for generating a microwave to heat an object to be heated, the metal cavity for storing the object to be heated and preventing leakage of the microwave to the outside, Opening and closing the object to be heated so that it can be stowed and closed, the opening of the cavity is sealed to prevent leakage of the microwave to the outside, the door switch that cuts off the power line in conjunction with the opening of the door, and the microwave Oscillator that generates, amplifier that amplifies the microwave generated by the oscillator, power supply unit that supplies power to the amplifier, coaxial line that transmits the microwave power of the amplifier, and microwaves that are amplified by the amplifier radiate The amplifier is composed of an AC-DC converter that is non-isolated and does not have an isolation transformer, and its output is coupled to the radiant part and the cavity by a coaxial line, and is closed Sometimes radiating portion and the cavity is a metal part that may touch the and user becomes live parts are prevented from electrical shock by ensuring insulation. When the door is opened, the power supply to the AC-DC converter is cut off by the action of the door switch, so that the radiating portion and the cavity become a non-charging portion. Therefore, the insulation of the metal part that can be touched by humans is always ensured. Therefore, the risk of electric shock can be avoided even with a transformerless structure comprising a non-insulated AC-DC converter.

第2の発明は、マイクロ波を発生して被加熱物を加熱処理するマイクロ波処理装置であって、被加熱物を収納しかつマイクロ波の外部への漏洩を防止する金属製のキャビティと、被加熱物を収納自在に開閉し閉成時にはキャビティの開口を密閉しマイクロ波の外部への漏洩を防止するドアと、前記ドアの開成と連動して電源ラインを両切りするドアスイッチと、マイクロ波を発生する発振器と、前記発振器により発生されたマイクロ波を増幅する増幅器と、前記増幅器に電力を供給する電源部と、前記増幅器のマイクロ波電力を伝送する同軸線と、前記キャビティに対して絶縁を有して形成され且つ前記同軸線によって結合され前記キャビティ内にマイクロ波を放射する放射部と、を備え、前記増幅器は非絶縁型で絶縁トランスを有さないAC−DCコンバータからなり、前記ドア閉成時には前記放射部は充電部となり且つ使用者が触る可能性のある金属部とは絶縁を確保し、前記ドア開成時には前記ドアスイッチの働きにより前記AC−DCコンバータへの電力供給を遮断するため前記放射部は非充電部となる構成としたマイクロ波処理装置であり、特に、放射部をキャビティと絶縁して設けることにより、キャビティ全体が充電部となることがなくなり、絶縁構成が極めて簡単になる。   A second invention is a microwave processing apparatus for generating a microwave to heat an object to be heated, the metal cavity for storing the object to be heated and preventing leakage of the microwave to the outside, A door that opens and closes the object to be heated and closes to close the opening of the cavity to prevent leakage of the microwave to the outside, a door switch that cuts off the power line in conjunction with the opening of the door, and a microwave An oscillator for generating a microwave, an amplifier for amplifying the microwave generated by the oscillator, a power supply for supplying power to the amplifier, a coaxial line for transmitting the microwave power of the amplifier, and an insulation from the cavity And a radiating section coupled by the coaxial line and radiating microwaves into the cavity, the amplifier being non-insulated and having no isolation transformer A A DC converter, and when the door is closed, the radiating part becomes a charging part and secures insulation from a metal part that may be touched by the user, and when the door is opened, the AC switch is operated by the door switch. In order to cut off the power supply to the converter, the radiating part is a microwave processing device configured to be a non-charging part. In particular, the radiating part is insulated from the cavity so that the entire cavity becomes the charging part. And the insulation configuration becomes extremely simple.

第3の発明は、特に、第2の発明のキャビティと放射部の絶縁部にチョーク部を設けることによって、キャビティ内からの漏洩電波を著しく低減することができEMI性能を飛躍的に改善することができる。   According to the third aspect of the invention, in particular, by providing the choke part in the insulating part between the cavity and the radiating part of the second aspect, it is possible to remarkably reduce the leaked radio wave from the inside of the cavity, and dramatically improve the EMI performance. Can do.

第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれか一つの発明の放射部を用いて放射する構成を複数設けることによって、複数の放射部から放射される電波が相互に干渉しあって様々な定在波分布を得ることができ被加熱部の加熱具合を自在にコントロールできる。   In the fourth aspect of the invention, in particular, by providing a plurality of configurations that radiate using the radiating portion of any one of the first to third aspects, radio waves radiated from the plurality of radiating portions interfere with each other. Various standing wave distributions can be obtained and the heating condition of the heated part can be freely controlled.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における全体の構成を示すシステムブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a system block diagram showing the overall configuration of the first embodiment of the present invention.

図1においては商用電源1から機器に電力が伝えられる。ドアスイッチ2は商用電源1のホットラインとコールドラインの接点となり、被加熱物13を収納するため開閉自在で且つ閉められた時にはマイクロ波をシールするドア9と連動し、ドア9が開成した時には接点オープンになり、閉成した時には接点がクローズする。4個のダイオードから商用電源1の正弦波電圧は全波整流器3によって単方向電源に変換される。降圧チョッパ4は後で詳細な動作を説明するが、この単方向電源を低電圧の直流電圧に変換する。ここの事例ではVdd、Vcc、Vssの3つの電位を創出する。ここで点線によって囲んだブロックは商用電源1を直流電圧に変換するAC−DCコンバータ5の機能をもつ。   In FIG. 1, power is transmitted from the commercial power source 1 to the device. The door switch 2 is a contact point between the hot line and the cold line of the commercial power source 1 and can be opened and closed to store the object to be heated 13. When the door 9 is closed, the door switch 2 is interlocked with the door 9 that seals microwaves. When the contact is open and closed, the contact closes. The sine wave voltage of the commercial power source 1 is converted from the four diodes into a unidirectional power source by the full wave rectifier 3. Although the step-down chopper 4 will be described in detail later, the unidirectional power supply is converted into a low-voltage DC voltage. In this example, three potentials Vdd, Vcc, and Vss are created. Here, a block surrounded by a dotted line has a function of an AC-DC converter 5 that converts the commercial power source 1 into a DC voltage.

発振器6は水晶発振器とPLLにより源発振のマイクロ波信号をVccとVssから電力を受け創出する。また、増幅器7は発振器6の出力を同軸線8のCC1を経由して受け、電力増幅し53dBm程度の電力で同軸線8のCC2、CC3に分配し、56dB程度の電力が放射部12からキャビティ10内に放射される。キャビティ10は被加熱物13を収納し、放射部12から放射されたマイクロ波をキャビティ10内に閉じ込める。放射部12から発振されたマイクロ波は被加熱物13に吸収され誘電加熱する。また、ドア9はこの図1では閉じられており、キャビティ10の前面と当接してマイクロ波をキャビテ
ィ10内に閉じ込め、マイクロ波の漏洩を防止している。ドア9のキャビティ10との当接面は樹脂で構成されているためキャビティ10とは絶縁されているが、内在する(図示せず)チョーク機構により当接面が電気的にインピーダンス無限大となっているため隙間からマイクロ波が漏洩することがない構成となっている。
The oscillator 6 generates a source oscillation microwave signal from Vcc and Vss by a crystal oscillator and a PLL. The amplifier 7 receives the output of the oscillator 6 via the CC1 of the coaxial line 8, amplifies the power, and distributes it to the CC2 and CC3 of the coaxial line 8 with a power of about 53 dBm. 10 is emitted. The cavity 10 accommodates the article to be heated 13 and confines the microwave radiated from the radiating unit 12 in the cavity 10. The microwave oscillated from the radiating unit 12 is absorbed by the object to be heated 13 and is dielectrically heated. Further, the door 9 is closed in FIG. 1 and abuts against the front surface of the cavity 10 to confine the microwave in the cavity 10 and prevent leakage of the microwave. Since the contact surface of the door 9 with the cavity 10 is made of resin, it is insulated from the cavity 10, but the contact surface becomes electrically infinite by an inherent (not shown) choke mechanism. Therefore, the microwave does not leak from the gap.

ここで、同軸線8のCC2、CC3はキャビティ10を貫通している。図10は同軸線8の断面図であるが、同軸線8は、金属の芯線24の周りにはテフロン(登録商標)などで形成される誘電体26と、それを円筒状に覆う金属の外覆25で特性インピーダンスが50Ωになるように構成されている。   Here, CC <b> 2 and CC <b> 3 of the coaxial line 8 penetrate the cavity 10. FIG. 10 is a cross-sectional view of the coaxial line 8. The coaxial line 8 is composed of a dielectric 26 formed of Teflon (registered trademark) around the metal core 24 and an outer surface of the metal covering the cylinder. The cover 25 is configured so that the characteristic impedance is 50Ω.

図1に戻り、この同軸線8はキャビティ10を貫通することでキャビティ10と接触し同電位としている。ここでは外覆25はVssに充電されており、芯線24はVddに充電されている。キャビティ10の周囲は金属のボディー14で覆われており、アース電位になっている。そして、キャビティ10はドア9が開成されている時、ドア9と連動して接点がクローズするドアスイッチ2の働きで、以降の回路に電力を伝送しているため商用電源電位に充電されている。   Returning to FIG. 1, the coaxial line 8 passes through the cavity 10 to come into contact with the cavity 10 to be at the same potential. Here, the outer sheath 25 is charged to Vss, and the core wire 24 is charged to Vdd. The periphery of the cavity 10 is covered with a metal body 14 and is at ground potential. When the door 9 is opened, the cavity 10 is charged with the commercial power supply potential because the door switch 2 that closes the contact in conjunction with the door 9 transmits power to the subsequent circuits. .

図6はAC−DCコンバータ5の詳細な回路図である。商用電源1はドアスイッチ2を経由して全波整流器3に入力され単方向電圧となり降圧チョッパ4に出力される。降圧チョッパ4に入力された単方向電圧は電解コンデンサA17で直流化される。制御部21によってON/OFF駆動されるトランジスタ19、エネルギーを蓄えるインダクタ20、電流を整流するダイオード23、負荷22に出力される電圧を平滑する電解コンデンサB18から構成されている。   FIG. 6 is a detailed circuit diagram of the AC-DC converter 5. The commercial power source 1 is input to the full-wave rectifier 3 via the door switch 2 and becomes a unidirectional voltage and is output to the step-down chopper 4. The unidirectional voltage input to the step-down chopper 4 is converted into a direct current by the electrolytic capacitor A17. It comprises a transistor 19 that is ON / OFF driven by a control unit 21, an inductor 20 that stores energy, a diode 23 that rectifies current, and an electrolytic capacitor B 18 that smoothes a voltage output to a load 22.

では、図9の各部の電流・電圧波形を示す動作説明図を参照しつつ、降圧チョッパ4の機能を図7のトランジスタ19がONしている時の動作原理説明図を用いて動作説明する。   Now, the operation of the step-down chopper 4 will be described with reference to the operation principle explanatory diagram when the transistor 19 in FIG. 7 is ON, with reference to the operation explanatory diagrams showing the current / voltage waveforms of the respective parts in FIG.

トランジスタ19のON時(図9(a)のAのタイミング)は太線矢印の経路で電流が流れる。インダクタ20と負荷22を経由して電流IL、Ioutは流れる。ここで図9(c)のようにインダクタ20にエネルギーが蓄えられILが流れだす(図9(c)のBのタイミング)。インダクタ20の特性により電流ILはランプ波形状に単調増加する。ここで制御部21からの制御信号でトランジスタ19がOFFする(図9(a)のCのタイミング)。   When the transistor 19 is ON (timing A in FIG. 9A), a current flows along the path indicated by the thick arrow. Currents IL and Iout flow through the inductor 20 and the load 22. Here, as shown in FIG. 9C, energy is stored in the inductor 20 and IL flows out (timing B in FIG. 9C). Due to the characteristics of the inductor 20, the current IL monotonously increases in a ramp waveform. Here, the transistor 19 is turned OFF by the control signal from the control unit 21 (timing C in FIG. 9A).

さらに、図8のトランジスタ19がOFFしている時の動作原理説明図を用いて動作を説明する。   Further, the operation will be described with reference to an operation principle explanatory diagram when the transistor 19 in FIG. 8 is OFF.

図9(c)のDのタイミングからインダクタ20に流れる電流はランプ波形状に単調減少する。そしてその減少は制御部21でトランジスタ20をOFFするタイミングまで続く(図9(c)のFのタイミング)。これを1サイクルとして以降この動作が繰り返される。Ioutは図9(c)のように直流電流になる。このときの図7、図8における電圧Vin、Voutは図9(b)のような関係になりVinはVoutより小さくなる。図9(a)のデューティー比小さいとVoutは小さくなり、デューティー比大きいとVoutは大きくなる。制御部21はVoutを検出しデューティー比を制御し所望の降圧電圧をえる。   The current flowing through the inductor 20 from the timing D in FIG. 9C monotonously decreases in a ramp waveform. The decrease continues until the control unit 21 turns off the transistor 20 (the timing F in FIG. 9C). This operation is repeated after this as one cycle. Iout becomes a direct current as shown in FIG. The voltages Vin and Vout in FIGS. 7 and 8 at this time have a relationship as shown in FIG. 9B, and Vin is smaller than Vout. When the duty ratio is small in FIG. 9A, Vout decreases, and when the duty ratio is large, Vout increases. The controller 21 detects Vout and controls the duty ratio to obtain a desired step-down voltage.

ここで、活電部であるキャビティ10とユーザーが触れる可能性のあるボディー14との間には、図1に示すように、絶縁スペーサaである11a、絶縁スペーサbである11b、絶縁スペーサcである11c、絶縁スペーサdである11dが挿設されているため、
AC−DCコンバータ5が非絶縁型であってもボディー14はグランド電位に接地されているため感電することは一切ない安全性を備えている。
Here, between the cavity 10 which is a live part and the body 14 which the user may touch, as shown in FIG. 1, the insulating spacer a 11a, the insulating spacer b 11b, and the insulating spacer c 11c and 11d which are insulating spacers d are inserted,
Even if the AC-DC converter 5 is a non-insulated type, the body 14 is grounded to the ground potential, so that there is no safety at all due to electric shock.

図2は本発明の実施の形態1のドア9が開成されているときのシステムブロック図であるが、ドア9と連動したドアスイッチ2の接点はオープンになっているため、以降の回路と商用電源1は完全に絶縁されているためキャビティ10も電位的にはフローティングされ、当然、ボディー14は接地電位になっており、このドア9開成の場合もキャビティ10に人が触れたとしても感電する危険性はない安全な構成になっている。   FIG. 2 is a system block diagram when the door 9 according to the first embodiment of the present invention is opened. However, since the contact of the door switch 2 linked with the door 9 is open, Since the power source 1 is completely insulated, the cavity 10 is also floated in terms of potential, and naturally the body 14 is at ground potential, and even when the door 9 is opened, even if the person touches the cavity 10, an electric shock is caused. It has a safe configuration with no danger.

なお、本実施の形態1で示す様に、放射部12を複数(本実施の形態1では2個)設けることにより、各々の発振周波数や相互の位相差を変えることにより、キャビティ10内の定在波分布を自在に可変できるため、集中加熱したり局所加熱したりということが自在に電波攪拌機構なしに実現できるため加熱性能は向上する。   As shown in the first embodiment, by providing a plurality of radiating portions 12 (two in the first embodiment), the oscillation frequency and the mutual phase difference can be changed, so that the constant in the cavity 10 can be changed. Since the standing wave distribution can be freely changed, concentrated heating and local heating can be realized without a radio wave stirring mechanism, so that the heating performance is improved.

(実施の形態2)
図3は、本発明の第2の実施の形態における全体の構成を示すシステムブロック図である。なお、前記実施の形態1と同一構成要素には同一符号を付与して説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a system block diagram showing the overall configuration in the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is provided to the same component as the said Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted.

図3はドア9が閉成されている常態である。マイクロ波はキャビティ10内に放射され被加熱物13は加熱されている。ここで、ドア9と連動したドアスイッチ2の接点はクローズ状態になっており、商用電源1から機器に電力が供給されている状態である。   FIG. 3 shows a normal state in which the door 9 is closed. The microwave is radiated into the cavity 10 to heat the article 13 to be heated. Here, the contact of the door switch 2 interlocked with the door 9 is in a closed state, and power is supplied from the commercial power source 1 to the device.

ここで、キャビティ10に穿った小孔15を適度のクリアランスをもって同軸線8のCC2とCC3の芯線24はキャビティ10内の放射部12に結合している。従って、キャビティ10は活電部ではなく接地アースされている。このクリアランス部から少量のマイクロ波洩れが生じるが筐体が外装は金属のボディー14で覆われているため、ユーザーが漏洩マイクロ波を暴露することはなく感電に対する安全性は担保されている。   Here, the core hole 24 of the coaxial line 8 and the core wire 24 of the coaxial line 8 are coupled to the radiating portion 12 in the cavity 10 with an appropriate clearance through the small hole 15 formed in the cavity 10. Therefore, the cavity 10 is not grounded but grounded. Although a small amount of microwave leakage occurs from this clearance portion, since the casing is covered with a metal body 14, the user is not exposed to the leakage microwave, and safety against electric shock is ensured.

図4はドア9が開成している場合の本発明の第2の実施の形態における全体の構成を示すシステムブロック図である。この場合もドア9が開いたときに人が触る可能性のある露出金属部であるキャビティ10はアース接地されているため安全である。さらにここではドアスイッチ2の開放した接点の絶縁と、小孔15のクリアランスの二重絶縁構造になっているため、さらに安全性は向上する。   FIG. 4 is a system block diagram showing the overall configuration in the second embodiment of the present invention when the door 9 is opened. Also in this case, the cavity 10 which is an exposed metal part that may be touched by a person when the door 9 is opened is safe because it is grounded. Furthermore, since the double insulation structure of the contact of the open contact of the door switch 2 and the clearance of the small hole 15 is used here, the safety is further improved.

また、大きな構造物であるキャビティ10は活電部でないためキャビティ10とボディー14の間の機械室に存在する露出金属部は、絶縁を図るためにキャビティ10から技術法規で定められている距離以上絶縁距離を取るという煩わしい設計制約はなくなり、機械室内部の各部品やリード線ハーネス等の設置及び配置やインシュロック等の結束固定部材は不必要となり、設計の自由度は大きくなり、設計効率や不要な部材の排除が可能になり、造り勝手の良いマイクロ波処理装置を提供することが出来る。   In addition, since the cavity 10 which is a large structure is not a live part, the exposed metal part existing in the machine room between the cavity 10 and the body 14 is more than the distance specified by the technical regulations for the purpose of insulation. The troublesome design restriction of taking an insulation distance is eliminated, installation and arrangement of parts inside the machine room, lead wire harness, etc., and bundling fixing members such as insulation locks are unnecessary, design freedom increases, design efficiency and unnecessary Therefore, it is possible to provide a microwave processing apparatus that is easy to manufacture.

(実施の形態3)
図5は、本発明の第3の実施の形態における全体の構成を示すシステムブロック図である。なお、前記実施の形態1および実施の形態2と同一構成要素には同一符号を付与して説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a system block diagram showing the overall configuration in the third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is provided to the same component as the said Embodiment 1 and Embodiment 2, and description is abbreviate | omitted.

図5は、ドア9が開かれている時を図示するものである。小孔15とキャビティ10の空隙は電界でスパークを起こしたり、作業性の障害になったりしない適度の小さい距離を確保している。しかしながら、マイクロ波の漏洩は僅かな量とはいえ洩れる構成になっている。ここではチョーク部16をこの空隙に設けマイクロ波の漏洩を防止している。   FIG. 5 illustrates the time when the door 9 is opened. The gap between the small hole 15 and the cavity 10 secures a moderately small distance that does not cause an electric field and does not hinder workability. However, the microwave leakage is configured to leak even though the amount is small. Here, the choke portion 16 is provided in the gap to prevent microwave leakage.

図11にマイクロ波の漏洩を阻止するチョーク部の部分構成図を示す。図11中、点線で囲んだ部分がチョーク部16である。小孔15に同軸線8が挿入され、芯線24はキャビティ10の壁面からさらに突き出して、金属製のパッチアンテナ31からなる放射部12に接合されている。小孔15のギャップから進入した電波はB部からチョーク27に進入しA部でインピーダンスが零、B部でインピーダンスが無限大になり、チョーク28方向へ透過する電波は大きく減衰する。さらにチョーク28でチョーク27と同様にさらに減衰し、トータルで−40dB程度の減衰をするため、キャビティ10の外に洩れる電波は技術法規のリミット値を下回る値になり、機械室への電波の洩れは殆ど零になる。チョーク部16がない時は機械室内には微小な電波が存在しイミュニティーに劣る半導体ICなどはEMCでいう自家中毒によって誤動作する可能性があったが、このチョーク27、28、29、30の働きでその危険性も排除され信頼性の高いマイクロ波処理装置を提供することができる。   FIG. 11 shows a partial configuration diagram of a choke portion for preventing leakage of microwaves. In FIG. 11, a portion surrounded by a dotted line is the choke portion 16. The coaxial wire 8 is inserted into the small hole 15, and the core wire 24 protrudes further from the wall surface of the cavity 10 and is joined to the radiating portion 12 including the metal patch antenna 31. The radio wave entering from the gap of the small hole 15 enters the choke 27 from the B part, the impedance is zero in the A part, the impedance is infinite in the B part, and the radio wave transmitted in the direction of the choke 28 is greatly attenuated. Further, the choke 28 is further attenuated in the same manner as the choke 27, so that the total attenuation is about -40 dB. Therefore, the radio wave leaking out of the cavity 10 is lower than the limit value of the technical regulations, and the radio wave leaks into the machine room. Is almost zero. When the choke portion 16 is not present, a semiconductor IC or the like having a small radio wave in the machine room and inferior in immunity may malfunction due to EMC in-house poisoning, but the choke 27, 28, 29, 30 functions. Therefore, the danger can be eliminated and a highly reliable microwave processing apparatus can be provided.

以上のように、本発明にかかるマイクロ波処理装置は、非絶縁型AC−DCコンバータを用いてトランスレスを実現しているためシステム全体が小型でシンプルになり物づくりも簡単化でき、経済性にも優れているため直流電源を用いてマイクロ波パワーアンプを駆動するマイクロ波処理装置全般に適用できる。   As described above, the microwave processing apparatus according to the present invention realizes transformer-less using a non-insulated AC-DC converter, so that the entire system is small and simple, and manufacturing can be simplified. Therefore, it can be applied to all microwave processing apparatuses that drive a microwave power amplifier using a DC power source.

2 ドアスイッチ
5 AC−DCコンバータ
6 発振器
7 増幅器
8 同軸線
9 ドア
10 キャビティ
12 放射部
16 チョーク部
2 Door Switch 5 AC-DC Converter 6 Oscillator 7 Amplifier 8 Coaxial Line 9 Door 10 Cavity 12 Radiation Part 16 Choke Part

Claims (4)

マイクロ波を発生して被加熱物を加熱処理するマイクロ波処理装置であって、
被加熱物を収納しかつマイクロ波の外部への漏洩を防止する金属製のキャビティと、
被加熱物を収納自在に開閉し閉成時にはキャビティの開口を密閉しマイクロ波の外部への漏洩を防止するドアと、
前記ドアの開成と連動して電源ラインを両切りするドアスイッチと、
マイクロ波を発生する発振器と、
前記発振器により発生されたマイクロ波を増幅する増幅器と、
前記増幅器に電力を供給する電源部と、
前記増幅器のマイクロ波電力を伝送する同軸線と、
前記増幅器により増幅されたマイクロ波を放射する放射部と、を備え、
前記増幅器は非絶縁型で絶縁トランスを有さないAC−DCコンバータからなり、その出力は前記同軸線によって前記放射部と前記キャビティに結合され、前記ドア閉成時には前記放射部と前記キャビティは充電部となり且つ使用者が触る可能性のある金属部とは絶縁を確保し、前記ドア開成時には前記ドアスイッチの働きにより前記AC−DCコンバータへの電力供給を遮断するため前記放射部と前記キャビティは非充電部となる構成としたマイクロ波処理装置。
A microwave processing apparatus that generates microwaves and heats an object to be heated.
A metal cavity for storing the object to be heated and preventing leakage of microwaves to the outside;
A door that opens and closes the object to be heated freely and closes the opening of the cavity to prevent leakage of microwaves to the outside.
A door switch that cuts off the power line in conjunction with the opening of the door;
An oscillator that generates microwaves;
An amplifier for amplifying the microwave generated by the oscillator;
A power supply for supplying power to the amplifier;
A coaxial line for transmitting the microwave power of the amplifier;
A radiation section that radiates microwaves amplified by the amplifier, and
The amplifier is a non-insulated AC-DC converter having no isolation transformer, and its output is coupled to the radiating portion and the cavity by the coaxial line, and the radiating portion and the cavity are charged when the door is closed. The radiating portion and the cavity are provided to ensure insulation from a metal portion that can be touched by a user and to cut off power supply to the AC-DC converter by the door switch when the door is opened. A microwave processing apparatus configured to be a non-charging part.
マイクロ波を発生して被加熱物を加熱処理するマイクロ波処理装置であって、
被加熱物を収納しかつマイクロ波の外部への漏洩を防止する金属製のキャビティと、
被加熱物を収納自在に開閉し閉成時にはキャビティの開口を密閉しマイクロ波の外部への漏洩を防止するドアと、
前記ドアの開成と連動して電源ラインを両切りするドアスイッチと、
マイクロ波を発生する発振器と、
前記発振器により発生されたマイクロ波を増幅する増幅器と、
前記増幅器に電力を供給する電源部と、
前記増幅器のマイクロ波電力を伝送する同軸線と、
前記キャビティに対して絶縁を有して形成され且つ前記同軸線によって結合され前記キャビティ内にマイクロ波を放射する放射部と、を備え、
前記増幅器は非絶縁型で絶縁トランスを有さないAC−DCコンバータからなり、前記ドア閉成時には前記放射部は充電部となり且つ使用者が触る可能性のある金属部とは絶縁を確保し、前記ドア開成時には前記ドアスイッチの働きにより前記AC−DCコンバータへの電力供給を遮断するため前記放射部は非充電部となる構成としたマイクロ波処理装置。
A microwave processing apparatus that generates microwaves and heats an object to be heated.
A metal cavity for storing the object to be heated and preventing leakage of microwaves to the outside;
A door that opens and closes the object to be heated freely and closes the opening of the cavity to prevent leakage of microwaves to the outside.
A door switch that cuts off the power line in conjunction with the opening of the door;
An oscillator that generates microwaves;
An amplifier for amplifying the microwave generated by the oscillator;
A power supply for supplying power to the amplifier;
A coaxial line for transmitting the microwave power of the amplifier;
A radiating portion formed with insulation with respect to the cavity and coupled by the coaxial line to radiate microwaves into the cavity;
The amplifier is a non-insulated AC-DC converter having no insulating transformer, and when the door is closed, the radiating part becomes a charging part and secures insulation from a metal part that a user may touch, A microwave processing apparatus configured such that when the door is opened, the radiation unit is a non-charging unit in order to cut off the power supply to the AC-DC converter by the action of the door switch.
キャビティと放射部との絶縁部からのマイクロ波の漏洩を防止するチョーク部を設けた請求項2に記載のマイクロ波処理装置。 The microwave processing apparatus according to claim 2, further comprising a choke portion that prevents leakage of microwaves from an insulating portion between the cavity and the radiation portion. 少なくとも一つ以上の発振器、増幅器、電源部、同軸線、放射部を備えた請求項1〜3のいずれか1項に記載のマイクロ波処理装置。 The microwave processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising at least one oscillator, an amplifier, a power supply unit, a coaxial line, and a radiation unit.
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