JP5452510B2 - Induction heating cooker - Google Patents
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Description
本発明は、高周波加熱調理器に使用されるマグネトロン駆動用電源に関するものである。 The present invention relates to a power source for driving a magnetron used in a high-frequency cooking device.
従来のマグネトロン駆動用の制御回路として、高圧トランスの二次側のレアショートを検出する方法が提案されている。 As a conventional control circuit for driving a magnetron, a method of detecting a rare short on the secondary side of a high-voltage transformer has been proposed.
例えば、特許文献1に示した電子レンジの回路では、高圧トランスの二次側コイルにてレアショートが発生した時、一次側コイルに印加される共振電圧の値が特定の値以下に低下する現象を検出することで、高圧トランスの二次側コイルで発生するレアショートを早期に発見して加熱を停止できるようにしたものである。
For example, in the circuit of the microwave oven shown in
また、同文献では、高圧トランスの二次側コイルに接続されるマグネトロンの特性の影響で、加熱開始直後は、この共振電圧が高圧トランスの二次側コイルでレアショートした時と同様の特性を示すため、この共振電圧が正規の特性となるまでの時間は、この共振電圧が特定の電圧より低い値を示しても加熱を停止しないようにしたものである。 Also, in this document, due to the influence of the characteristics of the magnetron connected to the secondary coil of the high voltage transformer, immediately after the start of heating, this resonance voltage has the same characteristics as when a rare short occurs in the secondary coil of the high voltage transformer. For the sake of illustration, the time until the resonance voltage becomes a normal characteristic is such that heating is not stopped even if the resonance voltage shows a value lower than a specific voltage.
近年、電子レンジで使用されるマグネトロンの高周波出力は、200W前後の低出力から最大1000Wの高出力まで、その可変範囲が広くなってきている。 In recent years, the variable range of the high-frequency output of magnetrons used in microwave ovens has increased from low output around 200 W to high output up to 1000 W.
そのため、特許文献1の構成では、高圧トランスの二次側コイルで発生したレアショートを検出するために、各高周波出力に対応して、高圧トランスの二次側コイルでレアショートが発生した時の一次側コイルに印加される共振電圧の値を設ける必要がある。
Therefore, in the configuration of
また、マグネトロンの出力する高周波を急激に変更しようと、高圧トランスの一次側コイルに印加する共振電圧を急激に変更するとマグネトロンが異常発振することが知られている。 Further, it is known that the magnetron oscillates abnormally when the resonance voltage applied to the primary coil of the high-voltage transformer is suddenly changed in order to suddenly change the high frequency output from the magnetron.
しかし、上記した特許文献1においては、高圧トランスの二次側コイルがレアショートしたと判定するための一次側コイルに印加される共振電圧の閾値を高周波出力に応じて設け、加熱中にマグネトロンの高周波出力を200Wから1000Wに変更した場合、高周波出力が200W時の前記閾値を1000W時の前記閾値への変更と、マグネトロンの出力値の変更とを同時に実施する場合、前記閾値は瞬時に切替わり、高圧トランスの一次側コイルに印加する共振電圧は、急激な変更を避けるために、高周波出力200Wを出せる値から1000Wを出せる値まで滑らかに変化させるが、変更後の前記閾値に対して高圧トランスの一次側コイルに印加される共振電圧はまだ低いので、正常時でも高圧トランスの二次側コイルがレアショートしていると誤判定する。
However, in
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、高周波出力を発信して被加熱物を加熱するマグネトロンと、該マグネトロンに印加するために電圧を昇圧する高圧トランスと、該高圧トランスの一次側コイルに流す電流をON/OFFするスイッチング素子と、前記一次側コイルに交流的に電流を流すために前記一次側コイルと並列に接続された共振コンデンサと、前記スイッチング素子をON/OFFして前記マグネトロンを駆動している時の消費電力を測定する入力電流検出回路と、前記マグネトロンの発振する高周波出力が設定された値となるように前記入力電流検出回路の検出結果を基に前記スイッチング素子のON/OFFの比率を変更する制御手段と、前記一次側コイルに印加される電圧を検出する電圧検出手段と、設定された高周波出力に応じて有した前記高圧トランスの二次側コイルがレアショートしたと判定する基準電圧を設定する基準電圧切替手段と、前記電圧検出手段の検出値と前記基準電圧切替手段で設定された基準電圧とを比較し、設定された基準電圧より検出した電圧値が大きくなると前記スイッチング素子の動作を停止する信号を出力する比較手段とを備え、前記基準電圧切替手段は、前記マグネトロンが発振している高周波出力を動作中の出力よりも低出力に切替えた後、前記入力電流検出回路で測定する前記消費電力が、切替えられた高周波出力に対応した値に安定するまで有する時間を経過した後に前記基準電圧を切替えるものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and includes a magnetron that transmits a high-frequency output to heat an object to be heated, a high-voltage transformer that boosts a voltage to be applied to the magnetron, and the high-voltage transformer. A switching element for turning on / off a current flowing through the primary side coil, a resonance capacitor connected in parallel with the primary side coil for flowing an AC current through the primary side coil, and turning on / off the switching element And an input current detection circuit for measuring power consumption when driving the magnetron, and the detection result of the input current detection circuit so that a high-frequency output oscillated by the magnetron becomes a set value. Control means for changing the ON / OFF ratio of the switching element; voltage detection means for detecting a voltage applied to the primary side coil; A reference voltage switching means for the high voltage transformer of the secondary coil having in accordance with the constant-high-frequency output is set to a reference voltage determined that the short circuit, the detection value of said voltage detecting means and by said reference voltage switching means Comparing means for comparing with a set reference voltage and outputting a signal for stopping the operation of the switching element when the detected voltage value becomes larger than the set reference voltage, and the reference voltage switching means comprises the magnetron After the high-frequency output oscillating is switched to a lower output than the operating output, the time that the power consumption measured by the input current detection circuit stabilizes to a value corresponding to the switched high-frequency output After the elapse of time, the reference voltage is switched.
本発明によれば、加熱中にマグネトロンの出力を変更しても高圧トランスの二次側コイルでレアショートが発生していると誤判定することは無く、信頼性の高い高周波加熱調理器を提供することができる。 According to the present invention, even if the output of the magnetron is changed during heating, it is not erroneously determined that a rare short has occurred in the secondary coil of the high-voltage transformer, and a highly reliable high-frequency cooking device is provided. can do.
以下、本発明の実施例を上記した図1と図2に従って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 described above.
図1において、1は高周波加熱調理器の本体であり、加熱室17に加熱する食品を入れ、高周波エネルギーやヒータの熱を使用して食品を加熱調理する。ドア2は、加熱室17の内部に食品を出し入れするために開閉するもので、ドア2を閉めることで加熱室17を密閉状態にし、食品を加熱する時に使用する高周波の漏洩を防止し、ヒータの熱を封じ込め、効率良く加熱することを可能とする。取っ手7は、ドア2に取り付けられ、ドア2の開閉を容易にするもので、手で握りやすい形状になっている。ガラス窓4は、調理中の食品の状態が確認できるようにドア2に取り付けられ、ヒータ等の発熱による高温に耐えるガラスを使用している。入力手段5は、ドア2の前面下側の操作パネル3に設けた表示部5aと操作部5bからなり、操作部5bは、高周波加熱やヒータ加熱等の加熱手段や加熱の強さや加熱する時間等の調理条件を入力するためのもので、表示部5aは、操作部5bから入力された内容や調理の進行状態を表示するものである。排気口8は、部品を冷却した後の冷却風や食品を加熱した時に発生した蒸気を排出するところである。
In FIG. 1,
図2において、機械室18は、加熱室17下部に設けられた空間で、空間内には、食品を加熱するためのマグネトロン31,マグネトロン31に接続された導波管21,マグネトロン31の電源を供給するマグネトロン駆動用電源30(図3)や主制御手段6(図3)が搭載された基板9、その他後述する各種部品、これらの各種部品を冷却する冷却手段62等が取り付けられている。
In FIG. 2, a machine room 18 is a space provided in the lower part of the heating chamber 17. In the space, a
加熱室17の底面の略中央部は凹状に窪んでおり、その中に回転アンテナ19が設置され、マグネトロン31の発振により放射される高周波エネルギーは、導波管21,回転アンテナ駆動手段23の出力軸23aが貫通する結合穴22を通して回転アンテナ19の下面に流入し、該回転アンテナ19で拡散されて加熱室17内に放射される。回転アンテナ19は、回転アンテナ駆動手段23の出力軸23aに連結されている。
A substantially central portion of the bottom surface of the heating chamber 17 is recessed in a concave shape, in which a
加熱室17の後部には熱風ユニット11が取り付けられ、熱風ユニット11内には加熱室17内の空気を効率良く循環させる熱風ファン15と熱風ヒータ14が取り付けられ、加熱室奥壁面には熱風の通り道となる孔が設けられている。熱風ファン15は、熱風ユニット11の外側に取り付けられた熱風モータ13の駆動により回転し、加熱室奥壁面に設けた孔を通して加熱室17との間で空気を循環し、熱風ヒータ14で循環する空気を加熱する。 A hot air unit 11 is attached to the rear part of the heating chamber 17, a hot air fan 15 and a hot air heater 14 for efficiently circulating the air in the heating chamber 17 are attached in the hot air unit 11, and hot air is heated on the back wall of the heating chamber. A hole is provided as a passage. The hot air fan 15 rotates by driving a hot air motor 13 attached to the outside of the hot air unit 11, circulates air between the heating chamber 17 through a hole provided in the inner wall surface of the heating chamber, and circulates in the hot air heater 14. Heat the air.
加熱室17の天面の裏側には、ヒータよりなるグリル加熱手段12が取り付けられている。グリル加熱手段12は、マイカ板にヒータ線を巻き付けて平面状に形成し、加熱室17の天面裏側に押し付けて固定し、加熱室17の天面を加熱して加熱室17内の食品を輻射熱によって焼くものである。温度検出手段16は、各ヒータで加熱される加熱室17の温度を検出するもので、検知手段としてサーミスター等が使用される。 On the back side of the top surface of the heating chamber 17, a grill heating means 12 made of a heater is attached. The grill heating means 12 wraps a heater wire around a mica plate to form a flat surface, presses and fixes the heating chamber 17 to the back side of the top surface, and heats the top surface of the heating chamber 17 to remove the food in the heating chamber 17. It is baked by radiant heat. The temperature detection means 16 detects the temperature of the heating chamber 17 heated by each heater, and a thermistor or the like is used as the detection means.
テーブルプレート20は、食品を載置するためのもので、ヒータ加熱と高周波加熱の両方に使用できるように耐熱性を有し、かつ、高周波の透過性が良く、衛生面でも問題がない磁器等の材料で成形されている。
The
次に、制御部について図3のブロック図を使用して説明する。41は商用電源で、本体1の制御部や各電気部品を動作させるものである。60はレンジ加熱手段で、食品を高周波エネルギーで加熱するマグネトロン31とマグネトロン駆動用電源30から構成し、マグネトロンの出力する高周波の設定は入力手段5より入力され、入力された値は主制御手段6によってパワー信号6aに変換してマグネトロン駆動用電源30の制御回路50に送られる。61はオーブン加熱手段で、前述した熱風ユニット11と熱風ユニット11の外側に取り付けられた熱風モータ13からなり、加熱室17の温度が入力手段5から入力された温度になるように、主制御手段6は温度検出手段16により検出して加熱室17の温度に基づいて熱風ヒータ14の電力を調整する。62は冷却手段で、加熱動作時に自己発熱部品や発熱部品からの熱伝導によって熱的に不具合を発生する部品を冷却するもので、レンジ加熱手段60が動作している時は、特にマグネトロン31やマグネトロン駆動用電源30を冷却するものである。6は主制御手段で、入力手段5から入力された内容に従い、食品を加熱調理するように各加熱手段を動作させ、温度検出手段16の検知温度に応じてオーブン加熱手段61やグリル加熱手段12のヒータの電力を調整するものである。
Next, the control unit will be described with reference to the block diagram of FIG.
次に、マグネトロン31とマグネトロン駆動用電源30の動作について、図4のマグネトロン駆動用電源を説明する制御ブロック図と、図5の主要部の電圧波形図を用いて説明する。42は整流回路で、商用電源41から供給された交流の電源を直流化するものである。43は電源平滑回路で、整流回路42で整流された電源を平滑するものである。46は高圧トランスで、一次側コイルに印加された電圧(この電圧を共振電圧と呼ぶ)を昇圧して二次側コイルに高い電圧を誘起させるものである。44はスイッチング素子で、スイッチング素子44は高圧トランス46の一次側コイルに流す電流を高周波(20K〜40KHz)でON,OFFするものである。45は共振コンデンサで、共振コンデンサ45と高圧トランス46の一次側コイルのインダクタンスによって、スイッチング素子44がONからOFFした後も、高圧トランス46の一次側コイルに電流が交流的に流れ、高圧トランス46の二次側コイルに電圧を誘起する。そして、スイッチング素子44のON,OFFする時間の比率を調整することで一次側に印加する電圧を変化させて二次側に発生する電圧の大きさを調節するものである。以上で説明した電源平滑回路43,スイッチング素子44,共振コンデンサ45,高圧トランス46によってインバータ回路48を構成する。
Next, operations of the
また、47は高圧回路で、高圧トランス46の二次側コイルに誘起した高周波電圧を倍電圧整流するものである。31はマグネトロンで、電気的構成としては、カソード(ヒータと兼用)31aとアノード31bからなり、ヒータ31aに電流を流しヒータを発熱させ、ヒータが温まり、カソード31aとアノード31b間の電圧が発振電圧以上(約4kV)に達するとマグネトロン31は発振を開始し、高周波出力である高周波エネルギーを放射して加熱室17の食品を加熱するものである。
Reference numeral 47 denotes a high-voltage circuit that rectifies the high-frequency voltage induced in the secondary coil of the high-voltage transformer 46 by double voltage rectification.
6aはパワー信号で、操作部5bから入力された食品を加熱する強さを主制御手段6によってパワー信号6aに変換され、このパワー信号6aをマグネトロン駆動用電源30の制御回路50に伝え、制御回路50がこのパワー信号6aに基づいてマグネトロン31に供給する電力を設定する。
6a is a power signal. The strength of heating the food input from the operation unit 5b is converted into the power signal 6a by the main control means 6, and this power signal 6a is transmitted to the
51は電源同期タイミング検出回路で、商用電源41の電圧(図5(a)商用電源の1/2周期を表示)が周期的に変化し、電圧がゼロボルトになるタイミングを検出するためのものである。その電源同期タイミング検出回路51の出力は、図5の(b)に示すように、商用電源41の電圧が一定以下の電圧の時にパルスとなって出力するように設定されている。そして、その出力されたパルスの中点がゼロと認識するように後述する制御手段53は設定されている。但し、制御手段53に商用電源の電圧がゼロになったタイミングが検知できる、ゼロクロス検出手段を備えている場合は、電源同期タイミング検出回路51に代わってゼロクロス検出手段を使用することも可能である。
Reference numeral 51 denotes a power supply synchronization timing detection circuit for detecting the timing at which the voltage of the commercial power supply 41 (shown in FIG. 5 (a) 1/2 cycle of the commercial power supply) changes periodically and the voltage becomes zero volts. is there. As shown in FIG. 5B, the output of the power supply synchronization timing detection circuit 51 is set to output as a pulse when the voltage of the
52は入力電流検出回路で、マグネトロン31の動作で消費される電力を測定するもので、ここでは回路に流れる電流を検出するものである。その電流測定は、抵抗52aの両端間に発生する電圧の差と抵抗52aの抵抗値から算出するものである。そして、マグネトロン31が発振している時の高周波出力と前記入力電流検出回路52で検出する電流との相関関係を事前に確認しておくことで、制御手段53は入力電流検出回路52の検出値より、マグネトロン31の発振している高周波出力が主制御手段6からの要求に合致しているかどうかを確認できるようになっている。
An input
制御手段53は、計時手段と記憶手段53aを有し、計時手段は、電源同期タイミング検出回路51から送られてくるパルス信号(図5(b))のパルス幅を計時してパルスの中間を算出し、パルスとパルスの間隔の時間を測定して、接続されている電源41の周波数を判定する。記憶手段53aには、マグネトロン駆動用電源30の出力が、マグネトロン31が高周波出力を効率よく発振できるように、高圧トランス46の一次側に印加する電圧を発生できるようにスイッチング素子44をON/OFFするためのON/OFFデータを記憶するものである。このデータは、接続する商用電源41の周波数によって異なり、日本国内で使用する場合は50Hzと60Hzの商用電源用に2種類用意され、このデータで生成されるデータ信号の長さは、商用電源41の半サイクル分にあたるデータ分を記憶し、その周波数は約16KHzとなるように設定されている。そして、制御手段53は、商用電源41の周波数に対応したデータを記憶手段53aより呼び出し、次の平滑回路54へと出力するデータ信号(c)(図5(c))を作成する。そのデータ信号(c)は、電源同期タイミング検出回路51より入力されたパルスの中点(交流電源のゼロボルト点)より計時を開始し、最初のデータのOFF時間が経過した後に、呼び出したOFF時間とON時間のデータに基づいてパルスを生成する。そして、半サイクル分のパルスを出力し終わったら、次の電源同期タイミング検出回路51より入力されたパルスを待って、再び呼び出したOFF時間とON時間のデータに基づいてパルスを生成する動作を繰り返すことで加熱が続けられる。
The control means 53 has a time measuring means and a storage means 53a, and the time measuring means measures the pulse width of the pulse signal (FIG. 5B) sent from the power supply synchronization timing detection circuit 51 and determines the middle of the pulse. The frequency of the connected
また、主制御手段6から送られてくるパワー信号6aに対応して、マグネトロン31の発振する高周波出力を変更するには、制御手段53から出力するデータ信号(c)のパルスのON,OFFする時間の比率を次のように変更する。変更は、要求のある高周波出力に対応した電流が抵抗52aに流れるように、入力電流検出回路52の検出した電流値が小さい場合はマグネトロン31に印加する電圧を高くするようにデータ信号(c)のON時間の比率を長くして、マグネトロン31が発振する高周波出力を大きくするように動作する。また、検出した電流が大きい場合はマグネトロン31に印加する電圧を小さくするようにデータ信号のON時間の比率を短くして、マグネトロン31が発振する高周波出力を小さくするように動作するものである。そして、比率の変更は緩やかに行い、最終設定出力への変更は概ね1秒程度かけて行いマグネトロン31が異常発振しないようにしている。
Further, in order to change the high frequency output oscillated by the
前記記憶手段53aに記憶するデータの特徴は、マグネトロン駆動用電源30の出力が、マグネトロン31が最大の高周波出力で発振し、マグネトロン31を発振させた時に最大限に力率と効率を向上できる電源(図5(h))を生成するためのデータである。具体的には、力率と効率を向上するために商用電源41の電圧が低い正弦波の裾野にあたる図5(a)のA部では、マグネトロン31の通電率を高めるために、スイッチング素子44のON時間の比率を長くして(図5(e)に示す)高圧トランス46の二次側コイルの誘導電圧を早く上昇(維持)させ、マグネトロン31のヒータ31aの温度を早く上昇させ、マグネトロン31の発信開始を早くしている。
The data stored in the storage means 53a is characterized in that the output of the magnetron driving power supply 30 oscillates at the maximum high frequency output from the
また、電源効率を向上させるために、商用電源41の電圧が低い正弦波の裾野にあたる図5(a)のA部から急激に電圧が上昇(図5(a)のB部)した後、電圧変動がなだらかになる頂点部分の図5(a)のC部では、必要以上の電圧がマグネトロン31に加わらないように、頂点部分のC部の手前(電圧が急激に上昇しているB部の後半)からスイッチング素子44のON時間の比率を短くして(図5(e)に示す)マグネトロン31に印加される電圧の上昇率を押え、頂点部分のC部では必要以上の電圧(マグネトロン31に印加される印加電圧がマグネトロンの発振電圧(約4kV)を越すと急激に電流が流れる)が印加されないようにしている(マグネトロンに印加される電圧波形を図5(h)に示す)。
In order to improve the power supply efficiency, the voltage of the
高周波出力の変更は、データ信号(c)の全パルスのON,OFFする時間の比率を同じ比率で変更することで、マグネトロン31に印加される電源の力率と電源効率は低下することはない。
The high frequency output is changed by changing the ratio of the ON / OFF time of all the pulses of the data signal (c) at the same ratio, so that the power factor and power efficiency of the power source applied to the
54は平滑回路で、制御手段53から出力されたデータ信号(c)を平滑する回路である。平滑回路54では、図5(d)の信号gに示すように、データ信号(c)のパルスのON時間の比率がOFF時間より短いほど平滑後の電圧値は低い値を示し、ON時間の比率がOFF時間より長いほど平滑後の電圧値は高い値を示す。平滑回路54は、データ信号(c)の変化に対応して平滑した電圧値が変化できるように時定数を1msec以下になるように回路乗数を決定している。
A smoothing
55はONタイミング検出回路で、スイッチング素子44がONからOFFした後にスイッチング素子44に印加されている電圧がゼロになるのを検知して、次にスイッチング素子44がONすることが可能となるタイミングを図5(d)の信号fとして出力するものである。この信号fは、三角波の形状をした周波数20〜40KHzの信号である。
56は基準発振回路で、制御手段53より出力したデータ信号(c)を平滑回路54によって変換された図5(d)の信号gと、ONタイミング検出回路55から出力された図5(d)の信号fとを比較して、各々の信号が交わった点をスイッチング素子44のON時間とOFF時間と決定(図5(e)に示す)し、そのスイッチング素子44のON時間とOFF時間する周波数は、マグネトロン31を効率よく発振できるように20KHz〜40KHzの高周波を出力する。
スイッチング素子44のON時間とOFF時間の決定は、平滑回路54によって平滑した信号gの電圧値が高いと信号fとの交点が三角波の頂点側に振れるためスイッチング素子44のON時間の比率が短くマグネトロン31に印加される電圧は低くなる。また、平滑した信号gの電圧値が低いと信号fとの交点が三角波の底辺側に振れるためスイッチング素子44のON時間の比率が長くなりマグネトロン31に印加される電圧は高くなる。
The ON time and the OFF time of the switching element 44 are determined when the voltage value of the signal g smoothed by the smoothing
57は駆動回路で、基準発振回路56からの信号を基にスイッチング素子44を駆動できる信号に変換するものである。その出力波形は図5(e)に示す。
次に、高圧トランス46の二次側コイルがレアショートした場合、そのレアショートを検出する手段の構成について説明する。 Next, when the secondary side coil of the high-voltage transformer 46 undergoes a rare short, the configuration of means for detecting the rare short will be described.
71は電圧検出手段で、高圧トランス46の一時側コイルに印加される電圧(共振電圧)を検出するものである。72は基準電圧切替手段で、設定される高周波出力に応じて電圧検出手段71で検出する高圧トランス46の一次側コイルに印加される共振電圧が特定の値より大きくなるのを判定する閾値となる基準電圧を設定するものである。その基準電圧は設定される高周波出力に応じて設けられたもので、加熱の途中に設定の高周波出力が変更になる場合は、高周波出力を低い値から高い値に変更する場合は基準電圧を即変更し、高周波出力を高い値から低い値に変更する場合は一定の遅延時間(ここで設定されている遅延時間は1秒間)を設けた後に基準電圧を変更するようにしている。この遅延時間は、マグネトロンの発振している出力を緩やかに変更するために有する時間で、入力電流検出回路52で検出している消費電力(電流)が最終的に変更される出力に対応した値に安定するまでに有する時間である。なお、基準電圧は、設定される高周波出力に応じて設けても良いし、高周波出力をブロックに分けてブロックに応じて設けても良い。
73は比較手段で、電圧検出手段71の検出値が基準電圧切替手段72で設定した電圧より大きくなった場合にスイッチング素子44の動作を停止する信号を駆動回路57に出力するものである。
Reference numeral 73 denotes a comparison means for outputting a signal for stopping the operation of the switching element 44 to the
本実施例は、以上の構成からなり、次にその動作について図6を用いて説明する。図6は、高周波出力700Wと高周波出力200Wに対応した高圧トランスの二次側コイルが正常時の一次側コイルに印加される共振電圧の波形と、二次側コイルがレアショートした異常時の一次側コイルに印加される共振電圧の波形と、前記異常を検出するため前記共振電圧の変化を検出する閾値となる基準電圧を表したものである。具体的には、高周波出力が700Wを出力している時、高圧トランス46の一次側コイルに印加される正常時の共振電圧波形(イ)と二次側コイルがレアショートを起こした異常時の共振電圧波形(ロ)と前記異常を検出するための閾値となり基準電圧切替手段72で設定される基準電圧Aと、高周波出力200Wを出力している時、高圧トランス46の一次側コイルに印加される電圧が正常時の共振電圧波形(ハ)と二次側コイルがレアショートを起こした異常時の共振電圧波形(ニ)と前記異常を検出するための閾値となり基準電圧切替手段72で設定される基準電圧Bを示したものである。 The present embodiment has the above configuration, and the operation thereof will be described next with reference to FIG. FIG. 6 shows the waveform of the resonance voltage applied to the primary coil when the secondary coil of the high voltage transformer corresponding to the high frequency output 700 W and the high frequency output 200 W is normal, and the primary when the secondary coil is abnormally short-circuited. It shows a waveform of a resonance voltage applied to the side coil and a reference voltage serving as a threshold for detecting a change in the resonance voltage in order to detect the abnormality. Specifically, when the high frequency output is 700 W, the normal resonance voltage waveform (A) applied to the primary side coil of the high voltage transformer 46 and the abnormal time when the secondary side coil has caused a rare short circuit. The resonance voltage waveform (b) and a threshold for detecting the abnormality are applied to the primary coil of the high voltage transformer 46 when the reference voltage A set by the reference voltage switching means 72 and the high frequency output 200 W are being output. The resonance voltage waveform (c) when the voltage to be normal is normal, the resonance voltage waveform (d) at the time of abnormality in which the secondary coil has caused a short-circuit, and the threshold for detecting the abnormality are set by the reference voltage switching means 72. The reference voltage B is shown.
被調理物を温めるのに、被調理物(図示無し)を加熱室17のテーブルプレート20に載置しドア2を閉める。ドア2を閉めた後、ドア2に設けられた操作パネル3の表示部5aを見ながら操作部5bで高周波加熱を選択して、加熱強さを示す高周波出力と加熱時間を設定する。そして、操作部5bの加熱開始用スタートボタン(図示せず)を押して加熱を開始する。以下の説明は、高周波出力を700W、加熱時間を1分と入力された場合について説明する。
To warm the cooking object, the cooking object (not shown) is placed on the
主制御手段6は、加熱を開始するために、入力された高周波出力が700Wであることを、パワー信号6aにデータを入力してマグネトロン駆動用電源30内の制御手段53に送信して設定する。そして、主制御手段6は、回転アンテナ駆動手段23に信号を送り、回転アンテナ19を回転させ、冷却手段62へも信号を送り送風を開始する。制御手段53はパワー信号6aを受けて、記憶手段53aに記憶してあるデータのうち、電源の周波数に対応した方のデータを呼び出してデータ信号(c)を生成し出力する。なお、電源周波数の検出は製品が電源に接続された時に、接続した商用電源41の周波数の検出を終了している。また、基準電圧切替手段72へも出力する高周波が700Wである出力情報を送り、基準電圧切替手段72では出力700Wに対応した基準電圧Aを設定する。
In order to start heating, the main control means 6 sets that the input high-frequency output is 700 W by sending data to the power signal 6 a and sending it to the control means 53 in the magnetron driving power supply 30. . The main control means 6 sends a signal to the rotating antenna driving means 23, rotates the rotating
加熱開始直後は、マグネトロン31のヒータ31aを早期に加熱して早期に発振を可能にするために、記憶手段53aに記憶してあるマグネトロン31の発振出力が最大出力となるデータからデータ信号(c)を生成し、それによって生成された高い電圧がマグネトロン31に印加される。そして、ヒータ31aがまだ完全に温まる前に、マグネトロン31に印加する電圧を下げる方向にデータ信号(c)のON時間の比率を下げ、不要な電流の流れるのを防止している。
Immediately after the start of heating, in order to heat the heater 31a of the
その詳細な動作は、マグネトロン31に電圧を印加した後、入力電流検出回路52により入力電流を検出し続け、検出値が電流換算で3A以下の間は、加熱開始後に出力したデータ信号(c)のON時間とOFF時間の比率を継続し、検出電流が3A以上になるとデータ信号(c)のON時間の比率を下げてマグネトロン31に印加する電圧を低下する。その後、設定された高周波出力700Wに見合った電流値が得られるように、データ信号(c)のON時間とOFF時間の比率を変更する。ただし、目標の入力電流の値に対して、検出する電流値との差が大きいときはデータ信号(c)のON時間とOFF時間の比率の変更幅を大きくし、差が小さくなると比率の変更幅も小さくする。
The detailed operation is as follows. After the voltage is applied to the
以上は正常時の制御回路50の動作説明である。次に、高圧トランス46の二次側コイルでレアショートを起こした異常時の動作について説明する。
The above is the description of the operation of the
高圧トランス46の二次側コイルでレアショートを起こすと一次側コイルの入力電流が低下する。本実施例で説明した上記回路構成を備えた制御手段53は、入力電流検出回路52によって検出している入力電流が低下すると、設定された高周波出力に対応した入力電流を維持するように、低下した入力電流を上昇させるためスイッチング素子44のON時間の比率を長くさせる。そのため、電圧検出手段71で検出する共振電圧は、高圧トランス46の二次側コイルがレアショートを起こすと高い値を検出する。そして、高周波出力毎に基準電圧切替手段72にて設定される基準電圧(基準電圧A)に対して、共振電圧が正常時の共振電圧波形(イ)から異常時の共振電圧波形(ロ)に示すように電圧検出手段71にて検出する、比較手段73にて閾値となる基準電圧Aより検出される共振電圧の検出電圧が高くなると、スイッチング素子44の動作を停止する信号を駆動回路57に出力しマグネトロン31の発振を停止する。
When a rare short occurs in the secondary coil of the high-voltage transformer 46, the input current of the primary coil decreases. When the input current detected by the input
次に、加熱途中にて高周波出力の設定を変更した時、基準電圧切替手段72にて設定される基準電圧の変更タイミングについて説明する。 Next, the reference voltage change timing set by the reference voltage switching means 72 when the setting of the high frequency output is changed during heating will be described.
共振電圧は、高圧トランス46が正常時に一次側コイルに印加される値より、前述したように高圧トランス46の二次側コイルがレアショートした時に一次側コイルに印加される電圧が高くなる。そのため、基準電圧切替手段72にて設定される基準電圧は、正常時の共振電圧より高い電圧値が設定され、異常時にはその基準電圧より共振電圧が高くなることでレアショートを検出している。この基準電圧は、高周波出力が大きくなるに従って正常時の共振電圧も大きくなるので、閾値となる基準電圧の値も発振する高周波に応じて大きくしてある。例えば、図6に示すように高周波出力が200Wの時の基準電圧Bに対して、高周波出力が700Wの時は200W時より高い基準電圧Aを設定している。 The resonance voltage is higher than the value applied to the primary coil when the high voltage transformer 46 is normal, as described above, when the secondary coil of the high voltage transformer 46 is rarely short-circuited. Therefore, the reference voltage set by the reference voltage switching means 72 is set to a voltage value higher than the normal resonance voltage, and a rare short is detected by the resonance voltage being higher than the reference voltage when abnormal. Since this reference voltage increases as the high-frequency output increases, the normal resonance voltage also increases, so the value of the reference voltage serving as a threshold is also increased according to the oscillating high frequency. For example, as shown in FIG. 6, a reference voltage A higher than that at 200 W is set when the high frequency output is 700 W with respect to the reference voltage B when the high frequency output is 200 W.
以上の構成で、加熱途中にて高周波出力を200Wから700Wの高い設定へと変更した場合、基準電圧切替手段72は基準電圧Bから基準電圧Aに即切替えても、高周波出力200Wに設定している時の基準電圧Bに対して高周波出力700Wに設定している時の基準電圧Aは高く、正常時は、高圧トランス46の一次側コイルに印加される700Wに対応した共振電圧も基準電圧Aより高くなることは無い。 With the above configuration, when the high-frequency output is changed from 200 W to a high setting of 700 W during heating, the reference voltage switching means 72 sets the high-frequency output to 200 W even if the reference voltage B is immediately switched from the reference voltage B to the reference voltage A. The reference voltage A when the high frequency output is set to 700 W is higher than the reference voltage B when it is in the normal state, and when normal, the resonance voltage corresponding to 700 W applied to the primary coil of the high voltage transformer 46 is also the reference voltage A. It will never be higher.
また、加熱途中にて高周波出力を700Wから200Wの低い設定へと変更した場合、基準電圧切替手段72は200Wに対応した基準電圧Bへの切替えを行うのに一定の遅延時間を備えていることで、マグネトロン31に印加される電圧を急激に変更すること無く、徐々に高周波出力を低い設定へと変化させた時でも、マグネトロン31の発信が200Wの出力で安定し、高圧トランス46の一次側コイルに印加され共振電圧も安定するまでの間は、基準電圧は高周波出力が700Wに対応した基準電圧Aを維持し、前記安定するまでの時間を遅延時間として設けることで、遅延時間経過後に基準電圧を高周波出力200Wに対応した基準電圧Bに変更することで、基準電圧に対して正常時の共振電圧が逆転することは無い。
In addition, when the high frequency output is changed from 700 W to a low setting of 200 W during heating, the reference voltage switching means 72 has a certain delay time for switching to the reference voltage B corresponding to 200 W. Thus, even when the high frequency output is gradually changed to a low setting without abruptly changing the voltage applied to the
また、加熱している時の高周波出力に対応して一次側コイルに印加される電圧を常に検出しているので、もし、高圧トランス46の二次側コイルがレアショートした時は、直に異常を検出することが可能となる。 Also, since the voltage applied to the primary side coil is always detected in response to the high frequency output during heating, if the secondary side coil of the high voltage transformer 46 is rarely short-circuited, it will immediately fail. Can be detected.
被調理物の加熱は前記動作を繰り返すことで安定して加熱が行われ、加熱時間の1分が経過すると、主制御手段6より制御手段53と各負荷に停止命令がでて、加熱を終了する合図と共に加熱を終了する。 The cooking object is heated stably by repeating the above operation. When one minute of the heating time elapses, the main control means 6 issues a stop command to the control means 53 and each load, and the heating is finished. The heating is finished with the signal to do.
以上説明したように、本実施例によれば、加熱中にマグネトロン31の出力を変更しても高圧トランス46の二次側コイルでレアショートが発生していると誤判定することは無く、信頼性の高い高周波加熱調理器を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, even if the output of the
30 マグネトロン駆動用電源
31 マグネトロン
44 スイッチング素子
45 共振コンデンサ
46 高圧トランス
50 制御回路
52 入力電流検出回路
53 制御手段
71 電圧検出手段
72 基準電圧切替手段
73 比較手段
30 Magnetron
Claims (1)
該マグネトロンに印加するために電圧を昇圧する高圧トランスと、
該高圧トランスの一次側コイルに流す電流をON/OFFするスイッチング素子と、
前記一次側コイルに交流的に電流を流すために前記一次側コイルと並列に接続された共振コンデンサと、
前記スイッチング素子をON/OFFして前記マグネトロンを駆動している時の消費電力を測定する入力電流検出回路と、
前記マグネトロンの発振する高周波出力が設定された値となるように前記入力電流検出回路の検出結果を基に前記スイッチング素子のON/OFFの比率を変更する制御手段と、
前記一次側コイルに印加される電圧を検出する電圧検出手段と、
設定された高周波出力に応じて有した前記高圧トランスの二次側コイルがレアショートしたと判定する基準電圧を設定する基準電圧切替手段と、
前記電圧検出手段の検出値と前記基準電圧切替手段で設定された基準電圧とを比較し、
設定された基準電圧より検出した電圧値が大きくなると前記スイッチング素子の動作を停止する信号を出力する比較手段とを備え、
前記基準電圧切替手段は、前記マグネトロンが発振している高周波出力を動作中の出力よりも低出力に切替えた後、前記入力電流検出手段で測定する前記消費電力が、切替えられた高周波出力に対応した値に安定するまで有する時間を経過した後に前記基準電圧を切替えることを特徴とする高周波加熱調理器。 A magnetron that emits high-frequency output to heat the object to be heated;
A high-voltage transformer that boosts the voltage to be applied to the magnetron;
A switching element for turning ON / OFF the current flowing through the primary coil of the high-voltage transformer;
A resonant capacitor connected in parallel with the primary side coil in order to flow an alternating current through the primary side coil;
An input current detection circuit that measures power consumption when the magnetron is driven by turning on / off the switching element;
Control means for changing an ON / OFF ratio of the switching element based on a detection result of the input current detection circuit so that a high-frequency output oscillated by the magnetron becomes a set value;
Voltage detecting means for detecting a voltage applied to the primary coil;
Reference voltage switching means for setting a reference voltage for determining that the secondary coil of the high-voltage transformer has a short- circuit according to the set high-frequency output;
Compare the detection value of the voltage detection means and the reference voltage set by the reference voltage switching means,
Comparing means for outputting a signal for stopping the operation of the switching element when the detected voltage value is larger than a set reference voltage,
The reference voltage switching means switches the high-frequency output oscillated by the magnetron to a lower output than the operating output, and then the power consumption measured by the input current detection means corresponds to the switched high-frequency output. A high-frequency cooking device, wherein the reference voltage is switched after a time period until the value stabilizes.
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