JPH01227388A - 電子レンジ - 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】 本発明は、主として食物の加熱を目的として、レンジの
空胴（キャビティ）と、該空胴内にマイクロ波を生成す
るマイクロ波源と、該マイクロ波源に電力を供給する電
源と、該空胴内のマイクロ波電力を、動作期間列の中に
おいてマイクロ波源の時間制御断続スイッチを用いて制
御する制御器と、を有する電子レンジを指向するもので
ある。

電力制御電子レンジは過去において多くの異なる実施態
様が知られている。ＧＢ−Ａ２−１０８７３４号は、通
常はマグネトロンによるマイクロ波源に対して供給する
電力を計測し、それに依存して電源に供給する主電源電
圧サイクル数を、所望の加熱力が得られるように変化さ
せる装置について記述している。

ＵＳＰ　４．４２０．６６８号も同様に、電力の計測に
基き、それに依存してマグネトロンの動作時間を採択す
るものである。Ｉ！Ｐ−Ａ２−０．０３２．９５８号は
、電源に供給される電流及び電圧を計測する電力測定に
基いた更に別の装置について記述している。５Ｒ−７５
１００１８−０号は、スイッチ・モード型と呼ばれる電
源をもち、その中でマグネトロンの電流を計測し、この
計測電流値を電源内の周波数変換器の制御に用い、それ
によって供給される加熱力に影響を与える、という装置
について記述している。

上述の加熱力を制御する装置は、いずれも共通して、電
力と電流の測定に基いている。このことはそれらの装置
が構成部材に関して段々要求条件が多くなり、結果的に
複雑さと製造原価の増大をもたらすことを意味する。

電子レンジの加熱力を制御する更に別の方法は、マグネ
トロンの時間制御に基（もので、これは通常はマグネト
ロンがいつも最大出力で動作し、低い出力レベルは、い
わゆるマグネトロンの脈動動作と称せられる、動作時間
がさらにいくつかの動作期間に分割され、各動作期間の
一部分だけマグネトロンがスイッチ・オンとなるもので
、そのやり方は１つの動作期間の平均出力値が所望の出
力レベルになるようにする、というものである。１つの
例として、各動作期間を１５秒とした場合、最大出力の
６０％に相当する平均出力レベルは、各動作期間のうち
９秒はマグネトロンをスイッチ・オンとし６秒はスイッ
チ・オフとすることにより得られる。この時間制御は、
例えば上記特許に記載の出力制御と組合せることも有用
であって、その実例としては出力を制御することのでき
るスイッチ・モード型の電源を時間制御と組合せるもの
がある。

一般的にいえば、マイクロ波供給システムに含まれる構
成部材、例えば変圧器、マグネトロン、高電圧コンデン
サ等には供給される電力に影響するような部品公差があ
る。上述したような最大出力より低い出力レベルの時間
制御の場合は、これに加えて制御器によりスタート信号
が生成された後に動作期間内で電子レンジへマイクロ波
の生成を開始するためマグネトロンが用いる時間の変化
も必要である。スタートの瞬間の変動は、上述の部品公
差にも影響されるが、第一義的には電子レンジへ供給さ
れる主電源電圧に強く依存する。結果的には、計算上マ
グネトロンがスイッチ・オンとなっている時間と現実に
動作期間内でオンになってσ）る時間との間に単離が生
じ、従って動作期間中の平均出力にも対応する単離が生
じる。

本発明は、最大レベルよりも低い出力レベルを得るため
に時間制御を用いる電子レンジにおいては、マグネトロ
ンの上述のスイッチ・オン時間の変動によって典型的に
５０％以上の出力の単離があり得るという理解に立脚し
、従って該スイッチ・オン時間の変化をなくすことは出
力制御の改善をもたらすという認識に基く。

本発明の目的は、動作期間中のマイクロ波源のスイッチ
・オン時間はマグネトロンのスタートの瞬間と本質的に
無関係であるような上述の電子レンジを得ることにある
。

本発明の目的は、上記マイクロ波源のスタートの瞬間に
出力信号を生成する手段を具え、該手段はマイクロ波電
力の生成がスタートするときに変化する量を感知するも
のであり、また上記制御器は上記動作期間の１つの中に
おいて、上記マイクロ波源を、上記出力信号に依存して
スイッチ断とするように配置してなることを特徴とする
上述の形式の電子レンジを、本発明によって得ることで
ある。

本発明によって、感知された量の測定値ではなくて、そ
の代りに変化が生じた瞬間だけを確認すればよいのだか
ら、単純で安価な解答が有利に与えられるのである。更
にこの形式の技術的な解答は、上述の時間制御による出
力制御システムに用いてもよく適合する。それは動作期
間中にマイクロ波源のスイッチ・オン時間は、単純なや
り方で上述の変化の瞬間から計算されるのでマイクロ波
源のスタートの瞬間の変動には無関係だからである。

本発明の好適実施例は特許請求の範囲に記載の特徴を有
しており、以下図面に引用してこれを説明する。

第１図は本発明による電子レンジの電力供給スシテムを
示す。この供給スシテムは、マイクロ波源１．これは例
えばマグネトロンである、変圧器２、この１次巻線を２
８とし、２次巻線を２ｂとする、電流スイッチ３．これ
は該変圧器の１次回路に含まれている、電流センサ４．
これも１次回路に含まれる、制御器５．これは生成され
るマイクロ波の電力を制御する、そしてその制御出力点
５ａは電流スイッチ３の制御入力点３ａに、またその制
御入力点５ｂは電流センサ４の出力点４ａに接続してい
る、さらにダイオード６、およびコンデンサ７、を有す
る。

電流センサ４と制御器５の共同動作という点を度外視す
れば、この電力供給スシテムはごくありふれたもので、
一般市販の電子レンジ、例えばフィリップスのＡＷＭ　
７３０形に使われている形式のものである。これらの詳
細については先行技術を参照されたい。

マグネトロン１は、変圧器２とコンデンサ７及びダイオ
ード６を経由して整流された高電圧を受ける。マグネト
ロンのスイッチ断続は、トライアック（Ｔｒｉａｃ）又
はリレー等による電流スイッチ３が用いられ、これは制
御器５の制御の下に動作する。加熱過程の動作時間は制
御器５によって設定され、好適な電力レベルについても
同じくである。

電力レベルが最大パワーより下にあるときには、動作時
間は次々に引続く動作期間に分割され、制御器５が動作
期間中、電流スイッチ３を閉じたり断にしたりして、マ
グネトロン１のオン・オフ切替えを担当する。制御器５
を用いて、各動作期間中のマグネトロンのスイッチ・オ
ンの間隔は、該動作期間中の平均電力が、設定された加
熱力レベルに対応するように調整される。このことが第
２図で説明されており、これは各々の長さがＴの３つの
動作期間中に生成されたマイクロ波電力Ｐを示している
。マグネトロンは動作期間中の異なる瞬間ｔｓにスター
トし、在来のやり方では、各期間中の一定の瞬間ｊＯ１
すなわち動作期間の初めから測った名目上のスイッチ・
オン時間が経過したときにスイッチ・オフとなる。スタ
ートの瞬間が動作期間ごとに変わるのだから、動作期間
ごとの電力供給量も変動する筈で、このことは実線で囲
まれた部分の大きさが変ることによって表されている。

本発明では、スイッチ・オン時間はマグネトロンがスタ
ートした瞬間ｔ、から測るので、スイッチ・オフの瞬間
ｔ０もそれに対応して変動する。それによって動作期間
中の電力供給は点線で囲まれた部分のようになり、その
大きさが等しく、また各期間の平均加熱力についても同
様である。

電流センサ４は、電流変換器と称するものをもち、その
１次巻線が変圧器２０１次巻線に直列に接続され、２次
巻線が制御器５の制御入力点５ｂに接続されている。交
互に、変換器の１次回路の電流は、小インピーダンス、
例えば抵抗を用いて感知され、それからそのインピーダ
ンスの両端の電圧を感知することにより電流値が計測さ
れる。オプト・カプラーと称するものが直流的分離のた
めに用いられることもある。電流の変化だけが惑知され
るのだから、これはセンサ４又は制御器５の中にあるし
きい値回路を用いて容易に得られる。

そしてそのしきい値はマグネトロンがスタートする前後
の電流値との比較において適切なレベルに調整される。

動作期間は制御器５が制御信号を発し、それが電流スイ
ッチ３を閉じることにより開始される。

これは第３図の時間経過ダイアグラム中の瞬間Ｌ１にお
いて生じる。電流センサ４番通して比較的小さい電流が
時点ｔ、に至まるで流れ、そこでマグネトロンがスター
トして電流が飛躍的に上昇し、以後は比較的高いレベル
で安定する。時間１、−１３は特に主電源の電圧に強く
依存して変化する。第２図に示すように、その変化が動
作期間中の平均電力に与える影響は、マグネトロンのス
イッチ・オン時間を、制御信号を制御器５から電流スイ
ッチ３へ送った時点１＋から測るのではなく、各動作期
間中に感知されたマグネトロンのスタート時点から測る
ことによって、除去される。

第３図から明らかなように、マグネトロンのスタートを
感知することは、その前後の電流レベルの差が大きいか
ら、さほど厳密なものではない。

ピーク値がＲＭＳ値かのどちらかを感知すればよい。

第４図のａ及び第４図のｂは電流の変化を感知する代替
案を示す。第４図ａの上のグラフはマグネトロンがスタ
ートする前の電流の経過を表し、下のグラフは主電源の
電圧を表している。一方、第４図すの上のグラフはマグ
ネトロンがスタートした後の電流を表し、下のグラフは
主電源の電圧である。第４図ａから明らかなように、マ
グネトロンがスタート前の電流は、主電圧の変位がＯの
ときに最大値に達するのに対し、第４図すが示すように
、マグネトロンがスタート後の電流の絶対値と主電圧と
は同時に最大となる。その結果、マグネトロンのスター
トは、変圧器２の１次巻線を通る電流の位相と主電源の
電圧の位相との位相比較によって検出されるのである。

マグネトロンのスタートの瞬間は、その他にもマグネト
ロンのスタートによって変化する何等かの量を惑知する
ことにより求めることができる。

すなわち、高電圧の変圧器２の磁場を感知することによ
っても、それは得られる。例えば変圧器に連結する別の
巻線とか又はその鉄心を用いるのである。あるいは別案
として磁場感知素子、例えばホール・エレメント（）ｔ
ａｌｌ　ｅｌｅｍｅｎｔ）などを用いることも可能であ
る。

第１図によれば、変圧器２の１次巻線で電流を感知して
いるが、その代りに変圧器２の２次巻線で同様に電流を
感知することもできる。

マグネトロンのスタートを確立するさらに別の方法とし
て、マイクロ波フィールド・センサを用いて電子レンジ
の空胴内やマグネトロンとレンジ空胴間の導波管接続内
のマイクロ波の出現を検出してもよい。

すべてのこれら代替案の実施例において、マグネトロン
がスタートしたことを示す信号が生成され、上述の第１
図による実施例と同様の制御器にこれが供給されるので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子レンジの電力供給システムを
示し、 第２図は多くの動作期間中に生成されたマイクロ波電力
の時間ダイアグラムを示し、 第３図はマグネトロンのスタート時点において供給され
た電流の変化を表す時間ダイアグラムを示し、 第４図はａとｂでそれぞれマグネトロンのスタートの前
と後における用いられた変圧器の１次巻線へ供給される
電流と電圧の時間ダイアグラムを示す。 １・・・マイクロ波源（マグネトロン）°　２・・・変
圧器 ３・・・電流スイッチ ４・・・電流センサ ５・・・制御器 ６・・・ダイオード ７・・・コンデンサ。 デー　　　　　　　　　　　　　Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主として食物の加熱を目的として、レンジの空胴と
   、該空胴内にマイクロ波を生成するマイクロ波源と、該
   マイクロ波源に電力を供給する電源と、該空胴内のマイ
   クロ波電力を、動作期間列の中においてマイクロ波源の
   時間制御断続スイッチを用いて制御する制御器と、を有
   する電子レンジであって、 上記マイクロ波源のスタートの瞬間に出力 信号を生成する手段を具え、該手段はマイクロ波電力の
   生成がスタートするときに変化する量を感知するもので
   あり、また上記制御器は上記動作期間の１つの中におい
   て、上記マイクロ波源を、上記出力信号に依存してスイ
   ッチ断とするように配置してなることを特徴とする電子
   レンジ。 ２、各動作期間のスイッチ・オン時間帯にわたってマグ
   ネトロンがスイッチ・オンとされ、それによって該動作
   期間の間中において所望の平均電力レベルを供給するも
   のであって、上記制御器は上記各動作期間のスイッチ・ オン時間帯を、マイクロ波源の感知されたスタート時点
   からスイッチ断までの時間として設定するように配置さ
   れてなることを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ
   。 ３、上記手段は、上記電源に含まれる主電源変圧器の１
   次回路に接続された電流感知コイルを有することを特徴
   とする請求項１または２に記載の電子レンジ。 ４、上記手段は上記電源に含まれる変圧器に直列に接続
   されているインピーダンスを有し、また該インピーダン
   スの両端の電圧の変化を感知する回路を有することを特
   徴とする請求項１または２に記載の電子レンジ。 ５、上記手段は、上記電源に含まれる主電源変圧器内の
   磁場の変化を感知する部材を有することを特徴とする請
   求項１または２に記載の電子レンジ。 ６、上記手段は、上記マイクロ波源またはレンジの空胴
   に連結するマイクロ波フィールド検知器を有することを
   特徴とする請求項１または２に記載の電子レンジ。