JPH01221884A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高周波発振器（以下マグネトロンと記す）Ｋ印
加する高圧電源をインバータ回路で得るように構成した
高周波加熱装置に関し、特にはこのインバータ回路の安
全装置に関するものである。

従来の技術 商用電源を整流等して得られる単方向電源をスイッチン
グ素子で高周波スイッチングするインバータ回路より得
られる高周波電源を、高圧トランスで昇圧した高圧電源
をマグネトロンに印加するように構成した高周波加熱装
置の電力制御方式には、インバータ回路への入力電流を
検出する入力電流検出部の出力と、高圧電源の電圧を検
出する出力型、圧検出部の出力との大きい方の出力値が
所定値になるように制御する電力制御方式が用いられて
いる。

この電力制御方式では、マグネトロンが発振を開始する
までの期間はマグネトロンが高インピーダンスになって
いるので、印加される高圧電源の電圧が一定値を越えな
いようにするために、出力電圧検出部の出力が所定値に
なるように制御され、またマグネトロンが発振開始後の
期間では低インピーダンスになるので、高圧電源の電圧
は小さくなり、入力電流検出部の出力値が所定値になる
ように制御される。

発明が解決しようとする課題 しかし、出力電圧検出部が故障すると高圧電源の正しい
値が検出されないので、前記マグネトロンが発振を開始
するまでの期間に於て、マグネトロンに過大電圧が印加
されてその寿命を短くする。

逆に印加電圧が非常に小さな値の時には、マグネトロン
が発振するまでの所要時間が長くなる、あるいはマグネ
トロンが発振しないようになる。

また電流検出部が故障するとインバータ回路への入力電
流が正しく検出できないので、入力電流過大となシスイ
ツチング素子の損失過大によるスイッチング素子の破壊
、マグネトロンへの過大電力印加によるその寿命の短縮
となる。

逆に入力電流過小の時には所定の高周波出力が得られな
くなる。

課題を解決するための手段 本発明による高周波加熱装置では、商用電源を整流等し
て得られる単方向電源をスイッチング素子で高周波スイ
ッチングして高周波電源に変換するインバータ回路と、
この高周波電源を昇圧して高圧電源に変換する高圧トラ
ンスと、この高圧電源を印加して高周波を発振する高周
波発振器とを有し、前記インバータ回路には前記高圧電
源の電圧を検出する出力電圧検出部と、インバータ回路
への入力電流を検出する電流検出部と、スイッチング素
子の両端の電圧を検出する端子電圧検出部と、前記出力
電圧検出部の出力および前記電流検出部の出力の大きい
方の出力値が所定値になるように制御する電力制御手段
、及び前記出力値が前記端子電圧検出部の出力値に比べ
て小さい場合に前記高周波スイッチングを停止させる出
力停止手段とを具備している。

作用 前記した手段により、マグネトロンが発振を開始するま
での期間は、マグネトロンの印加電圧が一定値以下に制
御され、またマグネトロンの発振開始後はインバータ回
路への入力電流が一定値に制御されるという従来の機能
に加えて、出力電圧検出部が故障の時のマグネトロンへ
の過大電圧の印加、及び入力電流検出部が故障の時のス
イッチング素子の破壊、あるいはマグネトロンへの過大
電力印加等が未然に防止される。

実施例 第１図は本発明による高周波加熱装置の高圧電源発生部
の構成図である。

商用電源１を整流回路２を通して得られる単方向電源３
をスイッチング素子４でＯＮ１０　Ｆ　Ｆ　して高周波
電源６に変換して高圧トランス６に入力し、昇圧された
高圧電源７をマグネトロン８のアノード８ａ、カソード
８ｂ間に印加してマグネトロン８を動作させる。

入力電流検出部９は入力電流検出器１０で商用電源１よ
りの入力電流Ｉｉｎを検出し、その出力を入力電流信号
整流回路１１で整流して入力電流信号１２を出力する。

出力電圧検出部１３は出力電圧検出器１４でマグネトロ
ン８に印加される高圧電源７の電圧を検出し、その出力
を出力電圧信号整流回路１６で整流して、出力電圧信号
１６を出力する。

前記した入力電流信号１２と出力電圧信号１６とはダイ
オード回路１７にそれぞれ入力され、大きい方の信号が
選択出力信号１８として誤差増幅回路１９０入力端子の
一方に入力される。

他方の端子には基準信号２０が人力され、両者の差信号
２１が出力される。第１のコンパレータ２２はこの差信
号２１とのこ切り波発生回路２３よりののこ切り波２４
とにより、スイッチング素子４の０Ｎ１０ＦＦパルス２
６を構成する。

この入力電流検出部９よシ第１のコンパレータ２２まで
が入力電流制御部２ｅを構成し、入力電流Ｋｉｎが減少
すると誤差増幅回路１９出力が上昇し、０Ｂｔ１０ＦＦ
パルス２ｉのＯＮ時間が長くなシ入力電流Ｋｉｎを増す
方向に動作する。逆に入力電流Ｋｉｎが増加するとＯＮ
時間を短くして入力電流１ｉｎを減らすように動作する
。このように入力電流制御部２６は、入力電流Ｉｉｎが
所定値になるように制御する部分である。

また出力電圧検出部１３より第１のコンパレータ２２ま
でが出力電圧制御部２７を構成し、高圧電源７電圧が減
少すると誤差増幅回路１９出力が上昇し、ＯＮ１０　Ｆ
　Ｆパルス２６のＯＮ時間が長くなり、高圧電源７電圧
を増す方向に動作し、併せて入力電流Ｉｉｎも増加する
。逆に高圧電源７電圧が増加するとＯＮ時間を短くして
高圧電源７電圧を減らすように動作し、入力電流Ｉｉｎ
も減少する。

このように出力電圧制御部２７は高圧電源７電圧が所定
値になるように制御する部分である。

ここで、ダイオード回路１７には一入力端子信号１２と
出力電圧信号１６とが入力されているが、図より明らか
なようにダイオード回路１７への入力電圧の高い方を選
択出力して誤差増幅回路１９に出力するように構成して
いるが、これは高圧電源７電圧が所定値を越えないよう
に、また入力電流１１ｎも所定値を越えないようにする
ためである。

このように単方向電源３より高周波電源５を得るだめの
スイッチング素子４．入力電流制御部２６゜及び出力電
圧制御部２７がインバータ回路２８の基本構成要素であ
るが、本発明ではこれらに加えて、更に動作異常時の保
護手段として出力停止部２９を具備している。

出力停止部２９は図示されるようにスイッチング素子４
の端子電圧ｖａｎを降圧する分圧回路３０゜及び端子電
圧整流回路３１とにより端子電圧信号３２を出力する端
子電圧検出部３３と、この端子電圧信号３２と前記した
選択信号出力１８とを比較し、後者の信号が前者の信号
に対して小なる時に異常検出信号３４を出力する第２の
コンパレータ３６、及びこの異常検出信号３４をラッチ
して出力停止信号３６を出力するラッチ回路３７よシ構
成される。

この異常時に出力される出力停止部２９からの異常検出
信号３４によりのこ切り波発生回路２３よりのこ切り波
２４が出なくなり、０Ｎ１０ＦＦパルス２６が停止する
のでインバータ回路２８の動作が停止する。

すなわち、インバータ回路２８は異常を検出すると、そ
の動作を停止させ、高圧電源７の出力を停止する安全機
能を併せ持っている。

次に前述した２つの信号の比較で異常を検知する原理に
ついて記述する。

最初に正常時の動作波形について説明する。

第２図はマグネトロン８の発振時及び非発振時の高圧電
源７電圧波形図である。このマイナス方向の電圧がマグ
ネトロンを発振させる順方向電圧であり、それをマグネ
トロン印加電圧Ｖム区と定義して、入力電流Ｉｉｎとの
間係を求めると第３図のような動作特性図になる。

時刻ｔｏで商用電源１が印加されると、マグネトロン８
が発振を開始するまでの期間は、マグネトロン印加電圧
ＶＡＫが大きいにもかかわらず入力電流Ｋｉｎが殆んど
流れないので、それぞれに相当する出力電圧信号１６は
図示されるように大きく、入力電流信号１２は小さくな
る。またこの期間は前述したように選択信号出力１８を
基準信号２０と一致させるように出力電圧制御部２７が
動作するので、出力電圧信号１６は基準信号２ｏと路間
　　　　−一になる。

マグネトロン８が発振を始めると前述したようにマグネ
トロン印加電圧ＴＡＸは下がり入力電流Ｉｉｎが増加す
るので出力電圧信号１６．入力電流信号にも図のような
関係になる。またこの時には前述したように選択信号出
力１８を基準信号２０と一致させるように入力電流制御
部２６が動作するので、入力電流信号１２は基準信号２
ｏと路間−になる。

これらの信号の変化に対応させて出力停止部２９内の端
子電圧信号３２を示すと図のように常に選択信号出力１
Ｂより小さな値になっているが、マグネトロン８が非発
振の期間に於ては入力電流信号１２より大きな値に、ま
たマグネトロン８が発振の期間に於ては出力電圧信号１
６より大きな値となっている。

従って出力電圧検出部１３、あるいは入力電流検出部９
が故障して信号が出ない時には、選択信号出力１８が端
子電圧信号３２より小さな値となるので出力停止部２９
は両者の信号を比較することにより異常を検知できる。

ここで第１図で入力電流信号整流回路１１内にバイアス
信号３８を有しているのは、第３図で明らかなように、
時刻ｔｏではバイアス信号３８がないと選択信号出力１
８が端子電圧信号３２より小さくなり、異常と誤検知さ
れるためである。当然このバイアス信号３８が出力電圧
信号１６に台筐れる構成であってもよい。

また第１図に於て入力電流検出の方式、出力電圧検出の
方式、端子電圧検出の方式、インバータ回路の方式等が
図示される構成に限定されるものでない。

また高圧トランス６の二次側出力を整流して高圧電源７
を得る構成であってもよい。

また単方向電源３をバッテリーから得るように構成する
場合に於ても、前述した回路動作が可能である。

発明の効果 以上のように本発明は、出力電圧制御手段、及び入力電
流制御手段という従来機能に加えて、出力電圧検出部あ
るいは入力電流検出部が故障した時に、これを検出して
インバータ回路の動作を停止させるので、マグネトロン
への過大電圧−過大電力の印加による寿命低下、破壊、
及びスイッチング素子の破壊等が未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高周波加熱装置の高圧電源発生部
の回路図、第２図は同高圧電源電圧波形図、第３図は同
動作波形図である。 ３・・・・・・単方向電源、４・・・・・・スイッチン
グ素子、５・・・・・・高周波電源、６・・・・・・高
圧トランス、７・・・・・・高圧電源、８・・・・・・
マグネトロン、９・・・・・・入力電流検出部、１３・
・・・・・出力電圧検出部、１８・・・・・・選択信号
出力、２０・・・・・・基準信号、２６・・・・・・入
力電流制御部、２７・・・・・・出力電圧制御部、２８
・・・・・・インバータ回路、２９・・・・・・出力停
止部、３３・・・・・・端子電圧検出部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 商用電源を整流等して得られる単方向電源と、この単方
   向電源をスイッチング素子で高周波スイッチングして高
   周波電源に変換するインバータ回路と、前記高周波電源
   を昇圧して高圧電源に変換する高圧トランスと、前記高
   圧電源を印加して高周波を発振する高周波発振器とを有
   し、前記インバータ回路には前記高圧電源の電圧を検出
   する出力電圧検出部と、前記インバータ回路の入力電流
   を検出する電流検出部と、前記スイッチング素子の両端
   電圧を検出する端子電圧検出部と、前記出力電圧検出部
   の出力および前記電流検出部の出力の大きい方の選択信
   号出力が所定値になるように制御する電力制御手段と前
   記選択出力信号が前記第２の電圧検出部の出力信号に比
   べて小さい場合に前記高周波スイッチングを停止させる
   出力停止手段とを具備して成る高周波加熱装置。