JP7327888B2

JP7327888B2 - 電子レンジ

Info

Publication number: JP7327888B2
Application number: JP2022509668A
Authority: JP
Inventors: 建胡; 城▲カイ▼ 叶; 俊峰侯; 志雄施
Original assignee: Midea Group Co Ltd; Guangdong Midea White Goods Technology Innovation Center Co Ltd
Current assignee: Midea Group Co Ltd; Guangdong Midea White Goods Technology Innovation Center Co Ltd
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2023-08-16
Anticipated expiration: 2039-12-09
Also published as: CN110831272A; WO2021056834A1; US20220183120A1; CN110831272B; EP3998840A1; EP3998840B1; EP3998840A4; JP2022545396A

Description

本出願は、２０１９年９月２４日に出願した出願番号２０１９１０９０６６１２Ｘの、発明の名称が「電子レンジ」である中国特許出願の優先権を主張し、その全文が参照により本出願に組み込んでいる。

本出願は、電気製品の技術領域に関し、特に、電子レンジに関する。

電気製品の電磁両立性（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ、ＥＭＣ）は、電気製品自体の動作の信頼性や使用の安全性にかかわるだけでなく、他の機器やシステムの正常な動作にも影響を及びぼす非常に重要な品質指標である。そのため、電子レンジは、ＥＭＣ規格に合格しないと販売できなくなる。

本出願の発明者は、長期的な研究開発の過程で、現在市場に出ていた電子レンジが主に電力周波数電子レンジと周波数可変電子レンジに分けられることを発見した。電力周波数電子レンジは電力周波数トランスによって昇圧したが、周波数可変電子レンジは周波数可変技術を採用して高周波で商用電源を高圧に変換することになった。周波数可変電子レンジでは、電力周波数電子レンジの電力周波数トランスに代わって、周波数変換器を採用することで、電子レンジの体積や重量が顕著的に削減され、消費者に広く歓迎されるようになった。

ただし、従来の周波数可変電子レンジでは、周波数変換器に多くの電子部品が用いられることにより、ＥＭＣが比較的深刻な問題になった。例えば、スイッチトランジスタの大電流でのターンオフの瞬間に発生された厳重な減衰振動やダイオードの逆方向回復特性に発生されたスパイク電圧のいずれにも、豊富なスペクトルの電磁干渉が含まれ、それに接続されたハーネスを介して周囲の空間に放出されて、放射エミッション（ＲａｄｉａｔｅｄＥｍｉｓｓｉｏｎ、ＲＥ）が形成されてしまった。

本出願は、電子レンジがＥＭＣ規格に適合するように電子レンジのＲＥをどのように低減するかを主に解決したい技術課題にする。

上記の技術課題を解決するために、本出願による１つの技術提案は、周波数変換器と、マグネトロンと、第１の導線と、第２の導線とを備え、周波数変換器の給電端が第１の導線によってマグネトロンの給電端に接続され、周波数変換器の接地端が第２の導線によってマグネトロンの接地端に接続され、ここで、第１の導線と一部の第２の導線が並列に配列され、且つ第１の導線と一部の第２の導線との間の距離が予め定められた距離よりも小さい電子レンジを提供する。

ある具体的な実施形態において、マグネトロンのハウジングが接地され、マグネトロンの接地端とマグネトロンのハウジングとが接続され、周波数変換器の接地端が第２の導線によってマグネトロンのハウジングに接続される。

ある具体的な実施形態において、第２の導線は、第１のセグメントと第２のセグメントとを備え、周波数変換器の接地端が第２の導線の第１のセグメントによって第２の導線の第２のセグメントに接続され、第２の導線の第１のセグメントが周波数変換器の接地端から周波数変換器の給電端に配線され、第２の導線の第２のセグメントと第１の導線が並列に配列される。

ある具体的な実施形態において、周波数変換器の接地端が接地され、マグネトロンの接地端とマグネトロンのハウジングとが接続され、マグネトロンのハウジングが第２の導線によって周波数変換器の接地端に接続される。

ある具体的な実施形態において、第２の導線は、第１のセグメントと第２のセグメントとを備え、マグネトロンのハウジングが第２の導線の第１のセグメントによって第２の導線の第２のセグメントに接続され、第２の導線の第２のセグメントが周波数変換器の給電端から周波数変換器の接地端に配線され、第２の導線の第１のセグメントと第１の導線が並列に配列される。

ある具体的な実施形態において、マグネトロンのハウジングに接地点が設けられ、周波数変換器の接地端が第２の導線によって接地点に接続される。

ある具体的な実施形態において、マグネトロンの給電端がマグネトロンの第１の側に設けられ、接地点がマグネトロンの第２の側に設けられ、周波数変換器の接地端が周波数変換器の第１の側に設けられ、周波数変換器の給電端が周波数変換器の第２の側に設けられ、マグネトロンの第３の側と周波数変換器の第２の側とが対向に設けられ、マグネトロンの第１の側と周波数変換器の第１の側とが同一の側に設けられ、マグネトロンの第２の側とマグネトロンの第３の側とが反対の側に設けられる。

ある具体的な実施形態において、第１の導線の外にスリーブが被られている。

ある具体的な実施形態において、第１の導線と第２の導線が束ねられて設けられている。

ある具体的な実施形態において、第１の導線と一部の第２の導線との間の距離が周波数変換器の給電端と周波数変換器の接地端との間の距離よりも小さい。

本出願の実施形態の有利な効果は、本出願の実施形態に係る電子レンジが、周波数変換器と、マグネトロンと、第１の導線と、第２の導線とを備え、周波数変換器の給電端が第１の導線によってマグネトロンの給電端に接続され、周波数変換器の接地端が第２の導線によってマグネトロンの接地端に接続され、ここで、第１の導線と一部の第２の導線が並列に配列され、且つ第１の導線と一部の第２の導線との間の距離が予め定められた距離よりも小さいことにある。このようにすれば、本出願の実施形態では、カソード線である第１の導線とアース線である第２の導線の一部の導線とを並列に設けることにより、カソード線とアース線との間のピッチを小さくすることができるので、カソード線とアース線との閉回路の面積を狭めることができ、電子レンジのＲＥを低減して電子レンジをＥＭＣ規格に適合させることができる。

以下では、本出願の実施形態や従来の技術における技術提案をより明確に説明するために、実施形態での使用に必要な図面について簡単に説明する。明らかになるように、以下に説明する図面は、本出願のいくつかの実施の形態にすぎず、当業者にとっては、創造的な労働を行うことなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることもできる。

図１は本出願に係る電子レンジの一実施形態の構成の模式図である。図２は電子レンジの一構成の模式図である。図３は本出願に係る電子レンジの一実施形態の構成の模式図である。図４は本出願に係る電子レンジの一実施形態の構成の模式図である。図５は図４の実施形態の電子レンジのＲＥ試験の結果図である。図６は図２の電子レンジのＲＥ試験の結果図である。図７は本出願に係る電子レンジの一実施形態の構成の模式図である。図８は本出願に係る電子レンジの一実施形態の構成の模式図である。

以下、添付図面及び実施形態を参照して本出願についてさらに詳細に説明する。特に、以下の実施形態は、本出願の説明のためのものに過ぎず、本出願の範囲を限定するものではない。同様に、以下の実施形態は、全ての実施形態ではなく、本出願の一部の実施形態に過ぎず、当業者が創造的な労働を行うことなく得られたすべての他の実施形態が本出願の保護範囲に含まれるものとする。

電子レンジのＲＥを抑制するために、当業者は通常、電子レンジに磁気リングを追加し、磁気リングによってＲＥを遮蔽して漏れを低減させた。ただし、磁気リングの資材コストも製造コストも比較的高い。また、磁気リングによるＲＥの遮蔽効果が明らかではなく、全周波数帯域の電磁波を抑制することができなかった。同時に、異なる型番、異なるロットの電子レンジの干渉特性が異なるため、ＲＥ試験に応じて異なる磁気リング方案を作成する必要がある場合が多く、技術的な汎用性が悪くなってしまった。

このため、本出願は、ＲＥが小さく、ＥＭＣ規格に適合する汎用性が高く、低コストの電子レンジを提案する。図１に示すように、図１は、本出願に係る電子レンジの一実施形態の構成の模式図である。本実施形態に係る電子レンジ１０は、周波数変換器１１と、マグネトロン１２と、第１の導線１３と、第２の導線１４とを備え、周波数変換器１１の給電端（図示せず）が第１の導線１３によってマグネトロン１２の給電端（図示せず）に接続され、周波数変換器１１の接地端（図示せず）が第２の導線１４によってマグネトロン１２の接地端（図示せず）に接続され、ここで、第１の導線１３と一部の第２の導線１４が並列に配列され、且つ第１の導線１３と一部の第２の導線１４との間の距離が予め定められた距離よりも小さくなっている。

その中、周波数変換器１１は、単相の周波数変換器、三相の周波数変換器、高周波の周波数変換器や汎用な周波数変換器等であってよい。周波数変換器１１は、少なくとも、整流器（図示せず）、フィルタ（図示せず）及びインバータ（図示せず）などの素子を含む。周波数変換器１１は、主に、周波数変換器１１から異なる大きさの電気エネルギーを出力してマグネトロン１２に供給するように、主要用于提供電圧調節・周波数調節の電源の電力への変化を提供することによって、マグネトロン１２から異なる大きさのエネルギーのマイクロ波を出力し、環境状況やユーザのニーズに応じて電子レンジ１０から異なる大きさの電力を出力するようにさせて、省エネの目的を達成することができる。

マグネトロン１２は、主に電子レンジ１０の加熱過程におけるマイクロ波エネルギーの発生及び放出を担当し、本実施形態に係るマグネトロン１２は、連続波マグネトロン又はパルスマグネトロン等であってよい。マグネトロン１２は、少なくともアンテナ（図示せず）、カソード（図示せず）、およびアノード（図示せず）を備え、カソードは、給電端として周波数変換器１１の給電端から電気信号を取得し、アノードに電子を放出する。アノードは、電子を受けてアノード電流を発生させ、電力をアンテナに伝送する。アンテナは、電子レンジ１０内にマイクロ波を送信して電子レンジ内の食品を加熱する。

マグネトロン１２の給電端はその陰極であるため、第１の導線１３は通常、陰極線と呼ばれる。本実施形態の第１の導線１３は、２本のカソード線（図示せず）を含み、第２の導線１４は、周波数変換器１１の接地端とマグネトロン１２の接地端とを接続するアース線であり、マグネトロン１２のアノードがその接地端に接続されている。

ある適用シーンにおいて、マグネトロン１２の２本のカソード線との間の電圧は３．３Ｖであり、マグネトロン１２を加熱して電子を励起しやすくする役割を果たす。カソード線と接地端との間の電圧は４ｋＶであり、電気エネルギーをマイクロ波エネルギーに変換するために用いられる。

アンテナ理論によれば、電流が流れた閉回路は、アンテナ効果によって周囲の空間に電磁エネルギーを放出するため、放射された電力を抵抗における電流の損失電力と見なすことができ、この抵抗を放射抵抗（電磁エネルギーを放射する能力を表す）と呼び、すなわち、Ｐ＝Ｉ^２＊Ｒ_ｒａｄ。ここで、Ｐはアンテナ放射の総電力で、Ｉはアンテナの給電電流で、Ｒｒａｄは放射抵抗である。Ｒｒａｄが大きいほど、アンテナの放射能力が強くなる。アンテナの周長Ｃ≦５λの場合、放射抵抗Ｒ_ｒａｄは３２０π^４＊Ｓ^２／λ^４である。ここで、λは、電磁周波数に対応する波長で、Ｓはアンテナの面積である。

電子レンジ１０では、ＲＥ電磁周波数帯域が約３０ＭＨｚ－１ＧＨｚである。電子レンジ１０内の閉回路は、上記のアンテナ周長の要求を基本的に満たすため、この閉回路の面積が大きいほど、電磁エネルギーを外部に放射する能力が強くなる。一方、電子レンジ１０内の最大の閉回路は、カソード線とアース線によって構成された閉回路、すなわち、第１の導線１３と第２の導線１４によって構成された閉回路１６である。

本出願の発明者は、長期的な研究開発の過程で、電子レンジ１０のハードウェア構成において、周波数変換器１１とマグネトロン１２との間の距離が遠いため、周波数変換器１１の接地端とマグネトロン１２の接地端との間の距離が大きくなり、且つ周波数変換器１１の給電端とその接地端との間の距離も遠くなってしまったことを発見した。このようなハードウェア構成に基づいて、周波数変換器１１の接地端及びマグネトロン１２の接地端を近く接地させると、図２に示すように、カソード線とアース線の閉回路２０の面積が大きくなり、電子レンジ１０から空間に電磁エネルギーを放射する能力が強くなってしまった。

図２に示す電子レンジ内の最大の閉回路２０に比べて、図１の実施形態に係る電子レンジ１０内の最大の閉回路１６の面積が著しく狭くなっている。

そのため、本実施形態において、カソード線である第１の導線１３とアース線である第２の導線１４の一部の導線とを並列して設置することによって、カソード線とアース線との間のピッチを小さくすることができるので、カソード線とアース線による閉回路１６の面積を狭めることができ、電子レンジ１０のＲＥを低減して電子レンジ１０をＥＭＣ規格に適合させることができる。

図１を引き続き参照して、本実施形態の第２の導線１４は、第１のセグメントａ及び第２のセグメントｂを含み、周波数変換器１１の接地端は、第２の導線１４の第１のセグメントａによって第２の導線１４の第２のセグメントｂに接続され、第２の導線１４の第１のセグメントａが周波数変換器１１の接地端から周波数変換器１１の給電端に配線され、第２の導線１４の第２のセグメントｂと第１の導線１３とが並列に配列されている。

ここで、第１の導線１３と一部の第２の導線１４、すなわち、第２の導線１４の第２のセグメントｂとの間の距離が周波数変換器１１の給電端と周波数変換器１１の接地端との間の距離よりも小さくなっている。

このようにすれば、閉回路１６における周波数変換器１１の給電端からマグネトロン１２の給電端までの電流通路と周波数変換器１１の接地端からマグネトロン１２の接地端までの電流通路との間の距離を小さくすることができるので、閉回路１６の面積を狭めることができる。

好ましくは、第１の導線１３と第２の導線１４の第２のセグメントｂとの間の距離をできるだけ小さくするために、本実施形態では、第１の導線１３及び第２の導線１４がバンド（図示せず）やスリーブ（図示せず）によって束ねられて設けられてよい。もちろん、他の実施形態では、第１の導線及び第２の導線が貼付方式等の他の方式で束ねられて設けられてもよい。

好ましくは、第１の導線１３外の絶縁層及び／又は第２の導線１４外の絶縁層の摩耗又は破裂等による第１の導線１３と第２の導線１４との間の短絡等の故障を回避するために、第１の導線１３の外にスリーブ（図示せず）が被られてもよい。

本実施形態の周波数変換器１１の接地端は、第２の導線１４によってマグネトロン１２の接地端に接続され、マグネトロン１２の接地端が接地されている。

他の実施形態では、図３に示すように、本実施形態に係る電子レンジ１０と図１の実施形態に係る電子レンジ１０の違いは、本実施形態のマグネトロン１２の接地端がマグネトロン１２のハウジング１５に接続され、周波数変換器１１の接地端が第２の導線１４によってマグネトロン１２のハウジング１５に接続されていることである。マグネトロン１２のハウジング１５と電子レンジ１０の筐体（図示せず）とが接触して接地されている。

このようにすれば、第２の導線１４がマグネトロン１２のハウジング１５の近くに接続されることができ、第２の導線１４の長さを小さくすることができる。

他の実施形態では、図４に示すように、本実施形態に係る電子レンジ１０と図３の実施形態に係る電子レンジ１０の違いは、マグネトロン１２のハウジング１５に接地点１６が設けられ、周波数変換器１１の接地端が第２の導線１４によって接地点１６に接続されていることにある。

ここで、マグネトロン１２の給電端がマグネトロン１２の第１の側に設けられ、接地点１６がマグネトロン１２の第２の側に設けられ、周波数変換器１１の接地端が周波数変換器１１の第１の側に設けられ、周波数変換器１１の給電端が周波数変換器１１の第２の側に設けられ、マグネトロン１２の第３の側と周波数変換器１１の第２の側とが対向に設けられ、マグネトロン１２の第１の側と周波数変換器１１の第１の側とが同一の側に設けられ、マグネトロン１２の第２の側とマグネトロン１２の第３の側とが反対の側に設けられている。

図５及び図６に示すように、図５は、図４の実施形態に係る電子レンジのＲＥ試験の結果図であって、図６は、図２の電子レンジのＲＥ試験の結果図である。図面から分かるように、周波数変換器の接地端が直接接地され、且つマグネトロンの接地端が直接接地された技術提案に対して、本実施形態に係る電子レンジ１０のＲＥが著しく減少した。

もちろん、他の実施形態では、マグネトロンの各ピンと周波数変換器の各ピンが他の配置位置に設けられてもよく、且つ、マグネトロンと周波数変換器が他の相対位置関係を有してもよく、ここでは、一々述べない。

他の実施形態では、図７に示すように、本実施形態に係る電子レンジ１０と前記した電子レンジ１０の違いは、本実施形態の周波数変換器１１の接地端が接地され、マグネトロン１２の接地端がマグネトロン１２のハウジング１５に接続され、マグネトロン１２のハウジング１５が第２の導線１４によって周波数変換器１１の接地端に接続されていることにある。

ここで、第２の導線１４は、第１のセグメントｃ及び第２のセグメントｄを含み、マグネトロン１２のハウジング１５が第２の導線１４の第１のセグメントｃによって第２の導線１４の第２のセグメントｄに接続され、第２の導線１４の第２のセグメントｄが周波数変換器１１の給電端から周波数変換器１１の接地端に配線され、第２の導線１４の第１のセグメントｃと第１の導線１３とが並列に配列されている。

他の実施形態では、図８に示すように、本実施形態に係る電子レンジ１０は、図１の実施形態に係る電子レンジ１０に加え、入力端が商用電源２０に接続され、出力端が周波数変換器１１の入力端に接続され、商用電源２０における高周波干渉等を除去するように商用電源２０をフィルタリングするための電磁干渉（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ、ＥＭＩ）フィルタボード１７をさらに備えている。

商用電源２０が電源に入ったら、まずＥＭＩフィルタボード１７を通過することで、外部電力網の高周波パルスによる電源への干渉をフィルタリングして除去しつつ、電源自体による外部への電磁干渉も低減することができる。

ＥＭＩフィルタボード１７ｈ、容量、インダクタンス等の素子を用いて実現してよい。

従来技術とは異なり、本出願の実施形態に係る電子レンジは、周波数変換器と、マグネトロンと、第１の導線と、第２の導線とを備え、周波数変換器の給電端が第１の導線によってマグネトロンの給電端に接続され、周波数変換器の接地端が第２の導線によってマグネトロンの接地端に接続され、ここで、第１の導線と一部の第２の導線が並列に配列され、且つ第１の導線と一部の第２の導線との間の距離が予め定められた距離よりも小さい。このようにすれば、本出願の実施形態では、カソード線である第１の導線とアース線である第２の導線の一部の導線とを並列に設けることにより、カソード線とアース線との間のピッチを小さくすることができるので、カソード線とアース線との閉回路の面積を狭めることができ、電子レンジのＲＥを低減して電子レンジをＥＭＣ規格に適合させることができる。

以上の説明は、本出願の実施形態のみであって、本出願の特許の範囲を制限するためのものではなく、本願明細書及び図面の内容を利用してなされる等価の構成や等価の流れの変換、又は他の関連技術分野への直接又は間接的な適用は、いずれも本出願の特許保護範囲に含まれる。

１０電子レンジ
１１周波数変換器
１２マグネトロン
１３第１の導線
１４第２の導線
１５ハウジング

Claims

周波数変換器及びマグネトロンと、
前記周波数変換器の給電端が第１の導線によって前記マグネトロンの給電端に接続される前記第１の導線と、
前記周波数変換器の接地端が第２の導線によって前記マグネトロンの接地端又は前記マグネトロンのハウジングの接地点に接続される前記第２の導線と、
を備える電子レンジであって、
前記第１の導線と一部の前記第２の導線が並列に配列され、且つ前記第１の導線と前記一部の第２の導線との間の距離が前記周波数変換器の給電端と前記周波数変換器の接地端との間の距離よりも小さいことを特徴とする電子レンジ。
周波数変換器及びマグネトロンと、
前記周波数変換器の給電端が第１の導線によって前記マグネトロンの給電端に接続される前記第１の導線と、
前記周波数変換器の接地端が第２の導線によって前記マグネトロンの接地端又は前記マグネトロンのハウジングの接地点に接続される前記第２の導線と、
を備える電子レンジであって、
前記第１の導線と一部の前記第２の導線が並列に配列され、且つ前記第１の導線と前記第２の導線が束ねられて設けられていることを特徴とする電子レンジ。
前記マグネトロンのハウジングが接地され、前記マグネトロンの接地端と前記マグネトロンのハウジングとが接続され、前記周波数変換器の接地端が前記第２の導線によって前記マグネトロンのハウジングの接地点に接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子レンジ。
前記第２の導線は、
前記第２の導線の第１のセグメントが前記周波数変換器の接地端から前記周波数変換器の給電端に向かって配線される前記第１のセグメントと、
前記周波数変換器の接地端が前記第２の導線の第１のセグメントによって前記第２の導線の第２のセグメントと接続され、前記第２の導線の第２のセグメントと前記第１の導線が並列に配列される前記第２のセグメントと、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の電子レンジ。
前記周波数変換器の接地端が接地され、前記マグネトロンの接地端と前記マグネトロンのハウジングとが接続され、前記マグネトロンのハウジングの接地点が前記第２の導線によって前記周波数変換器の接地端に接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子レンジ。
前記第２の導線は、
前記第２の導線において前記第１の導線と並列に配列される第１のセグメントと、
前記第２の導線において前記周波数変換器の接地端から前記周波数変換器の給電端に向かって配線され、前記マグネトロンのハウジングの接地点が前記第２の導線の第１のセグメントによって前記第２の導線の第２のセグメントに接続される第２のセグメントと、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の電子レンジ。
前記マグネトロンの給電端が前記マグネトロンの第１の側に設けられ、前記接地点が前記マグネトロンの第２の側に設けられ、前記周波数変換器の接地端が前記周波数変換器の第１の側に設けられ、前記周波数変換器の給電端が前記周波数変換器の第２の側に設けられ、
前記マグネトロンの第３の側と前記周波数変換器の第２の側とが対向に設けられ、前記マグネトロンの第１の側と前記周波数変換器の第１の側とが同一の側に設けられ、前記マグネトロンの第２の側と前記マグネトロンの第３の側とが反対の側に設けられることを特徴とする請求項３に記載の電子レンジ。
前記第１の導線の外にスリーブが被られていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子レンジ。
前記第１の導線と前記第２の導線が束ねられて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ。
前記第１の導線と前記一部の第２の導線との間の距離が前記周波数変換器の給電端と前記周波数変換器の接地端との間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の電子レンジ。