JP5727472B2 - 調理器具用デジタル制御電源コンバータ - Google Patents
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Description
パワーインバータ回路はエミッタがグランドする1つのIGBTと、一つの誘導負荷およびこの誘導負荷に並行するコンデンサからなり整流ブリッジの正の端とIGBTのコレクタの間に接続されるLC共振回路とを備え、
制御ユニットにはMPU(マイクロプロセッサ)と、プログラマブルパルス発生器(すなわちProgrammable Pulse Generator、PPGと略記する)と、ADC(アナログディジタル変換器)と、通信インタフェースCOMと、アンプと、第1〜第4のコンパレーターと、第1のトリガーと、第2のトリガーと、カウンター及び二つのANDゲートが集積されたSoCチップ(System on a Chip、システムレベル・チップ或いはシステム・オン・ア・チップ)を用い、ADCと通信インタフェースがMPUの対応する入力端とそれぞれ接続され、MPUのパルス幅データ出力端がPPGのプリセットの入力端に接続され、MPUの一つの出力が第1のANDゲートによってPPGに接続し、かつPPGの出力したパルス信号が第2のANDゲートを介してIGBTに供給され、
前記第1のトリガーと、出力が第1のトリガーによりMPUの一方の入力端と第1のANDゲートの他方の入力端に接続される第1のコンパレーターと、第1のコンパレーターの両入力端とLC共振回路の両端に接続される二つのオフチップサンプリング抵抗(R1とR2)とを具備するPPGへ容許出力信号を供給するための磁気エネルギー転換検出回路と、
第2のコンパレーターと、第2のコンパレーターの出力とMPUの他方の入力端の間に接続されるカウンターと、IGBTのコレクタに接続されるオフチップサンプリング抵抗(R3)とからなり、前記第2のコンパレーターの一方に入力されるサンプリング抵抗の電位とプリセット基準電位との比較により、プリセット基準電位よりも高くなった場合に、パルス信号を出力させカウンターをカウントさせて、MPUがこのカウンターの単位時間のカウント値に従ってPPGが出力するパルス幅を小さくする負のピーク強度検出回路と、
この電流サンプリング回路とADCの一方の入力端の間に接続される前記アンプと、主ループに接続される電流サンプリング回路とからなり、MPUが電流検出回路や電圧検出回路が検出された電流信号および電圧信号によって現在のパワー値を算出させ、通信ポートからの上位機が要求する出力パワーと比較してPPGの設置されたパルス幅値を変更させ、磁気エネルギー転換検出回路が容許出力信号を出力した場合に、PPGが設定されたパルス幅のパルス信号を出力することを容許してIGBT動作を進め、パワーインバータ回路パワーの調節を図る電流検出回路と、
をさらに含む。
このデジタル制御電源コンバータが、
AC商用電力をDC電源に変換する整流ブリッジ及びフィルターと、
1つのIGBTと、前記磁気漏れ変圧器の一次コイル及びコンデンサより構成される整流ブリッジ正の端とIGBTのコレクタの間に接続されたLC並行共振回路とを有するパワーインバータ回路と、
MPUと、プログラマブルパルス発生器PPGと、ADCと、通信インタフェースと、アンプと、第1〜第4のコンパレーターと、第1のトリガーと、第2のトリガーと、カウンター及び二つのANDゲートとが集積されたSoCチップを用い、ADCや通信インタフェースがMPUの対応する入力端にそれぞれ接続し、MPUのパルス幅データ出力端がPPGのプリセット入力端に接続し、MPUの一つの出力が第1のANDゲートによってPPGに接して、PPGが出力されるパルス信号が第2のANDゲートによってIGBTに供給される制御ユニットと、
前記第1のトリガーと、出力が第1のトリガーによってMPUの一方の入力端と第1のANDゲートの他方の入力端に接続される第1のコンパレーターと、第1のコンパレーターの両入力端及びLC共振回路の両端に接続される二つのオフチップサンプリング抵抗(R1,R2)とを有する磁気エネルギー転換検出回路と、
前記第2のコンパレーターと、前記第2のコンパレーターの出力とMPUの他方の入力端の間に接続されるカウンターと、IGBTのコレクタに接続されるオフチップサンプリング抵抗(R3)とからなり、第2のコンパレーターの一方に入力されるサンプリング抵抗の電位と、プリセット比較電位との比較によって、プリセット比較電位よりもたかい場合に、出力パルス信号がカウンターをカウントさせ、MPUがこのカウンターの単位時間のカウント値に応じてPPGが出力されたパルス幅を低下させる負のピーク強度検出回路と、
前記アンプと主ループに接続された電流サンプリング回路とからなり、MPUが電流検出回路、電圧検出回路が検出された電流信号と電圧信号によって現在のパワー値を算出し、通信ポートからの上位機が要求された出力パワーとの比較によりPPGの設置パルス幅値を変更させ、磁気エネルギー転換検出回路が容許出力信号を出力した時、設定されたパルス幅のパルス信号を出力させIGBT動作を進め、パワーインバータ回路のパワー調節を図る電流検出回路と、
を含む電子レンジ。
プログラマブルパルス発生器PPGは値がMPUプリによりプリセットされたパルス幅メモリとパルス幅出力カウンターとからなり、前記パルス幅出力カウンターがパルス幅メモリから供給された値により、カウント値に従って所定幅のパルス信号を出力させ、パルス幅出力カウンターが下記磁気エネルギー転換検出回路からの容許出力信号とMPUが出力する容許出力信号に制御され、且つパルス幅出力カウンターがパルス信号を出力する場合に、下記サージ保護回路からの信号が第2の2入力ANDゲート&2によって常にこのパルス信号の出力を遮断することができる。
Claims (11)
- 整流ブリッジと、フィルターと、パワーインバータ回路及び制御ユニットとを含む調理器具用のデジタル制御電源コンバータであって、
前記パワーインバータ回路は、エミッタがグランドする1つのIGBTと、一つの誘導負荷及びこの誘導負荷に並行するコンデンサから構成され、前記整流ブリッジの正の端と前記IGBTのコレクタの間に接続されるLC共振回路とを備え、
前記制御ユニットには、MPUと、ADCと、プログラマブルパルス発生器PPGと、通信インタフェースと、アンプと、第1〜第4のコンパレーターと、第1のトリガーと、第2のトリガーと、カウンター及び二つのANDゲートが集積されたSoCチップを用い、前記ADCと前記通信インタフェースが前記MPUの対応する入力端とそれぞれ接続され、前記MPUのパルス幅データ出力端がPPGのプリセット入力端に接続され、前記MPUの一つの出力が前記第1のANDゲートによってPPGに接続し、かつ前記PPGの出力したパルス信号が、前記第2のANDゲートを介して前記IGBTに供給され、
前記第1のトリガーと、出力がこの第1のトリガーによりMPUの一方の入力端と第1のANDゲートの他方の入力端に接続される第1のコンパレーターと、前記第1のコンパレーターの両入力端とLC共振回路の両端に接続される二つのオフチップサンプリング抵抗(R1とR2)とを備え、PPGへ容許出力信号を供給するための磁気エネルギー転換検出回路と、
前記第2のコンパレーターと、前記第2のコンパレーターの出力とMPUの他方の入力端の間に接続されるカウンターと、前記IGBTのコレクタに接続されるオフチップサンプリング抵抗(R3)とを備え、前記第2のコンパレーターの一方に入力される前記サンプリング抵抗の電位と、他方に入力されるプリセット基準電位との比較により、前記電位がプリセット基準電位よりも高くなった場合に、パルス信号を出力させ、カウンターをカウントさせて、前記MPUがこのカウンターの単位時間のカウント値に従ってPPGが出力するパルス幅を小さくする負のピーク強度検出回路と、
電流検出回路が、電流サンプリング回路とADCの一方の入力端の間に接続される前記アンプと、整流ブリッジの一方の端子に接続される電流サンプリング回路とを備え、前記MPUが、前記電流検出回路と電圧検出回路が検出した電流信号及び電圧信号によって現在のパワー値を算出させ、通信ポートからの上位機が要求する出力パワーと比較してPPGの設置されたパルス幅値を変更させ、磁気エネルギー転換検出回路が容許出力信号を出力した場合に、設定されたパルス幅のパルス信号を出力させIGBT動作を進め、パワーインバータ回路のパワー調節を図る
ことを特徴とする調理器具用のデジタル制御電源コンバータ。 - 前記パワーインバータ回路における誘導負荷が、電磁調理器の電磁コイルパネルである
ことを特徴とする請求項1に記載の電源コンバータ。 - 前記パワーインバータ回路における誘導負荷が、電子レンジの磁気漏れ変圧器の一次コイルである
ことを特徴とする請求項1に記載の電源コンバータ。 - 前記電子レンジの磁気漏れ変圧器セカンダリにマグネトロンフィラメントへ電力を供給するフィラメントコイルと高圧コイルが設けられ、
前記高圧コイルが、高圧整流フィルター回路によってマグネトロンへDC高圧を供給する
ことを特徴とする請求項3に記載の電源コンバータ。 - 前記電流サンプリング回路が、
整流ブリッジとIGBTエミッタの間に直列に接続されるコンスタンタン線抵抗(R0)と、
コンスタンタン線抵抗(R0)と接続する抵抗(R4)と
を含み、
前記電流サンプリング回路の出力が前記アンプの反転入力端に接続され、かつ前記アンプの反転入力と出力端の間にフィードバック抵抗(R5)が接続され、同位相入力端がグランドとする
ことを特徴とする請求項1に記載の電源コンバータ。 - トラッピングサージ電圧又は電流信号を捕らえてIGBTを遮断させる電流・電圧サージ保護回路をさらに含み、
前記保護回路が、前記第3のコンパレーターと、第4のコンパレーターと、入力が前記第3のコンパレーターと第4のコンパレーターの出力に接続されて、出力が第2のANDゲートの他方の入力端に接続される第2のトリガーと、オフチップサージ電流サンプリング回路及びオフチップサージ電圧サンプリング回路とを備え、前記サージ電流・電圧サンプリング回路が、第3のコンパレーターの入力端と第4のコンパレーターの入力端にそれぞれ接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の電源コンバータ。 - 前記サージ電流サンプリング回路が、
整流ブリッジとIGBTエミッタとの間に直列に接続されるコンスタンタン線抵抗(R0)と、
コンスタンタン線抵抗(R0)と接続する抵抗(R7、R6)および容量(C3)の直列接続ブランチと
を含み、
前記抵抗(R7、R6)の共有端が第3のコンパレーターの入力端に接続され、
前記サージ電圧サンプリング回路が整流ブリッジの出力端と前記第4のコンパレーターの入力端の間に接続された容量(C2)を含む
ことを特徴とする請求項6に記載の電源コンバータ。 - 前記磁気エネルギー転換検出回路において、
前記一方のオフチップサンプリング抵抗(R1)が、第1のコンパレーターの一方の入力端とLC共振回路の電源に接続する一端に接続され、
他方のオフチップサンプリング抵抗(R2)が、第1のコンパレーターの他方の入力端とLC共振回路の他方の端に接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の電源コンバータ。 - 一次コイルと、フィラメントコイルと高圧コイルからなる磁気漏れ変圧器と、前記磁気漏れ変圧器の高圧コイルに接続される高圧整流フィルター回路と、前記高圧整流フィルター回路に接続されるフィラメントが前記フィラメントに接続されるコイルマグネトロンと、を備える電子レンジであって、
AC商用電力をDC電源に変換する整流ブリッジおよびフィルターと、1つのIGBTと、前記磁気漏れ変圧器の一次コイル及びコンデンサから構成され整流ブリッジの正の端とIGBTのコレクタの間に接続されるLC並行共振回路とを備えるパワーインバータ回路と、
MPUと、プログラマブルパルス発生器PPGと、ADCと、通信インタフェースと、アンプと、第1〜第4のコンパレーターと、第1のトリガーと、第2のトリガーと、カウンター及び二つのANDゲートとが集積されたSoCチップを用い、ADCと通信インタフェースが前記MPUの対応する入力端にそれぞれ接続され、MPUのパルス幅データ出力端がPPGのプリセット入力端に接続され、MPUの一つの出力が第1のANDゲートによってPPGに接し、かつPPGの出力したパルス信号が第2のANDゲートによってIGBTに供給される制御ユニットと、
前記第1のトリガーと、出力が第1のトリガーを介してMPUの一方の入力端と第1のANDゲートの他方の入力端に接続される第1のコンパレーターと、第1のコンパレーターの両入力端およびLC共振回路の両端に接続される二つのオフチップサンプリング抵抗(R1,R2)とを備える磁気エネルギー転換検出回路と、
前記第2のコンパレーターと、この第2のコンパレーターの出力とMPUの他方の入力端の間に接続されるカウンターと、IGBTのコレクタに接続するオフチップサンプリング抵抗(R3)とを備え、前記第2のコンパレーターの一方に入力される前記サンプリング抵抗の電位と、他方に入力されるプリセット基準電位との比較により、前記電位がプリセット基準電位よりも高くなった場合に、パルス信号を出力させカウンターをカウントさせて、MPUが前記カウンターの単位時間のカウント値に応じてPPGが出力するパルス幅を小さくする負のピーク強度検出回路と、
電流検出回路が、前記アンプと整流ブリッジの一方の端子に接続される電流サンプリング回路とを備え、前記MPUが前記電流検出回路及び電圧検出回路から検出された電流信号及び電圧信号によって現在のパワー値を算出させ、通信ポートからの上位機が要求する出力パワーとの比較によってPPGの設置パルス幅値を変更させ、磁気エネルギー転換検出回路が容許出力信号を出力させた場合に、設定されたパルス幅のパルス信号を出力させIGBT動作を進め、パワーインバータ回路のパワー調節を図る電子レンジのパワー調節用のデジタル制御電源コンバータをさらに含むことを特徴とする電子レンジ。 - トラッピングサージ電圧又は電流信号を捕らえてIGBTを遮断させるように、前記第3のコンパレーターと、第4のコンパレーターと、入力が前記第3のコンパレーターと第4のコンパレーターの出力に接続されて、出力が第2のANDゲートの他方の入力端に接続される第2のトリガーと、オフチップサージ電流サンプリング回路及びオフチップサージ電圧サンプリング回路とを備える電流・電圧サージ保護回路をさらに含み、
前記サージ電流・電圧サンプリング回路が第3のコンパレーターの入力端と第4のコンパレーターの入力端にそれぞれ接続される
ことを特徴とする請求項9に記載の電子レンジ。 - 前記電流サンプリング回路が、
整流ブリッジとIGBTのエミッタの間に直列に接続されるコンスタンタン線抵抗(R0)と、
コンスタンタン線抵抗(R0)と接続する抵抗(R4)と、
を備え、
前記電流サンプリング回路の出力が前記アンプの反転入力端に接続され、前記アンプの反転入力と出力端の間にフィードバック抵抗(R5)が接続され、かつ同位相入力端がグランドとする
ことを特徴とする請求項9に記載の電子レンジ。
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