JPH01313884A

JPH01313884A - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JPH01313884A
Application number: JP14511188A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Masuda; 慎一増田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1989-12-19

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、電子レンジ等のいわゆる誘電加熱を行うため
の高周波加熱装置に関し、更に詳しく言えば、その電源
装置にインバータ回路を用い、そのインバータ回路によ
り高周波電力を発生し、発生した高周波電力をマグネト
ロン駆動用変圧器にて昇圧してマグネトロンを駆動する
ようにした高周波加熱装置に関する。

〈従来の技術〉従来、このような高周波加熱装置としては第３図に示す
ようなものがある。この高周波加熱装置は電源として商
用電源３Ｉを用い、この商用電源３Ｉを整流ブリッジ３
２で整流し、チョークコイル３３、平滑コンデンサ３４
で平滑して直流電源を形成している。そして、この直流
電源にマグネトロン駆動用変圧器３５を接続し、このマ
グネトロン駆動用変圧器３５に共振コンデンサー３６を
直列に接続して共振回路を形成し、上記共振回路にダイ
オード３７．半導体スイッチング素子３８を接続するこ
とによりインバータ回路を構成している。

上記インバータ回路を構成するマグネトロン駆動用変圧
器３５の２次側には、高圧コンデンサー４１と高圧ダイ
オード４０による半波倍電圧回路を接続し、この半波倍
電圧回路にマグネトロン３９を接続している。そして、
上記半導体スイッチング素子３８を制御回路４２により
駆動回路４３を介して制御するようにしている。この制
御回路４２は入出力の電圧・電流等の検出結果に基づき
出力を制御すべく駆動パルス幅及び駆動タイミングを調
節する。この結果、半導体スイッチング素子３８の両端
の電圧Ｖ　ｃｅ、マグネトロン駆動用変圧器３５の１次
側電流■ρ°およびマグネトロン３９のアノード電流１
ａ’はそれぞれ第４図（ａ）　、　（ｂ）　。

（ｃ）に示すようになる。

〈発明が解決しようとする課題〉ところで、上記従来の高周波加熱装置では、商用電源３
１を整流ブリッジ３２で整流する代わりにバッテリ電源
を用いた場合、例えば、商用電源がＡＣ１００Ｖでバッ
テリ電源がＤＣ２４Ｖであるとすると、電流が約４倍と
非常に大きな値となり、その回路配線に多大の費用とス
ペースが必要となる。

特に、電子レンジに用いられる場合は、ある程度の調理
を可能にするために最低３００Ｗの出力が必要であるが
、マグネトロンの効率等の関係から人力に対する出力の
比が５０％程度であるため、必要とする最低入力電力は
約６００Ｗとなる。このため、入力側の平均電流が約２
５Ａとなる。そして、第４図（ｂ）に示すマグネトロン
駆動用変圧器３５の１次側電流■σ′のピーク値は上記
平均電流値の５倍前後となり１００Ａを優に越えること
になる。

このように、電流が大きくなると、その配線に通常のプ
リント基板を使用することは、パターン幅の増大による
配線パターンの局部過熱やパターンの引き回しの問題か
ら難しくなり、リード線で配線する場合でもその太さか
ら引き回しに大変な労力とスペースを要し、その結線も
ビス止めを必要とするなど困難を極め、一般の民生用機
器としての限度を越えていた。

このため、バッテリを電源として用いることができず、
郊外などで使用する電子レンジ等の実現が困難であると
いう問題があった。

そこで、この発明の目的は、インバータ回路の電流を少
なくして、電源としてバッテリを用いることができるよ
うにした高周波加熱装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉上記目的を達成するため、この発明の高周波加熱装置は
、バッテリの出力を平滑する平滑回路と、１次巻線に中
間タップを有するマグネトロン駆動用変圧器の上記中間
タップを上記平滑回路の一端に接続する一方、上記マグ
ネトロン駆動用変圧器の１次巻線の両端をそれぞれ別の
半導体スイッチング素子を介して上記平滑回路の他端に
接続し、上記平滑回路が平滑したバッテリの出力により
高周波電力を発生するインバータ回路と、上記２つの半
導体スイッチング素子を交互に駆動する駆動回路と、上
記マグネトロン駆動用変圧器の２次巻線出力を整流平滑
してマグネトロンを駆動する全波倍電圧回路とを備えた
ことを特徴としている。

く作用〉上記構成において、平滑回路がバッテリの出力を平滑し
、インバータ回路が、そのマグネトロン駆動用変圧器の
両端に接続した半導体スイッヂング素子か駆動回路によ
って交互に駆動されて、上記平滑回路が平滑したバッテ
リの出力により高周波電力を発生し、全波倍電圧回路が
上記マグネトロン駆動用変圧器の２次巻線出力を平滑し
てマグネトロンを駆動する。このように、２つの半導体
スイッチング素子が駆動回路によって交互に駆動されて
、マグネトロン駆動用変圧器の両端を平滑回路に交互に
接続するので、インバータ回路のピーク電流が少なくな
る。

〈実施例〉以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図において、１はバッテリ、２はチョークコイル、
３はコンデンサであり、チョークコイル２とコンデンサ
３とで平滑回路を構成し、この平滑回路により上記バッ
テリ１の出力電流を平滑するようにしている。５はノイ
ズ除去用のコンデンサである。

上記平滑回路の出力側の一端にマグネトロン駆動用変圧
器６のｉ次巻線の中間タップを接続しており、その他端
にそれぞれトランジスタモジュール７．８を介して上記
マグネトロン駆動用変圧器６の両端を接続している。

上記マグネトロン駆動用変圧器６の１次巻線は上記中間
タップをはさんで１次巻線６ａと１次巻線６ｂとに分か
れており、トランジスタモジュール７が導通したときに
１次巻線６ａに電流が流れ、トランジスタモジュール８
が導通したときに１次巻線６ｂに電流が流れる。また、
上記マグネトロン駆動用変圧器６の１次巻線と並列に、
抵抗ＩＯとコンデンサ１１との直列回路を接続し、この
直列回路によって上記トランジスタモジュール７゜８の
オフの瞬間のスパイク電圧を抑制するようにしている。

そして、上記トランジスタモジュール７．８を制御回路
１２が駆動回路１３を介して交互に駆動することにより
、高周波電力を発生するようにしている。上記制御回路
１２は、補償回路１４が変流器１５等により検出した入
出力の電圧・電流に基づき駆動パルス幅や駆動タイミン
グを調節して出力を制御するようになっている。

上記マグネトロン駆動用変圧器６、トランジスタモジュ
ール７．８、抵抗ＩＯおよびコンデンサ１１からなるイ
ンバータ回路の動作波形を第２図の（ａ）から（ｃ）に
示す。第２図（ａ）はインバータ回路の入力電流！ｅを
示し、第２図（ｂ）　、　（ｃ）はそれぞれトランジス
タモジュール７．８の両端電圧Ｖｃｅｔ＋Ｖ　Ｃｅｔを
示す。第２図（ｂ）におけるｔ、はトランジスタモジュ
ール７の導通期間を示し、ｔ、は非導通期間を示す。ｔ
、はトランジスタモジュール７がオフしてからトランジ
スタモジュール８がオンするまでの期間でデッドバンド
タイムと呼ばれ、一般に、最小のときで、ｔｌの数％ま
で小さくできる。そして、トランジスタモジュール７．
８が交互にオンすることによりオンデユーテイは最高９
０％まで上がるためピーク電流は下がる。また、従来例
における第４図（ｂ）に示すような励磁電流を必要とし
ないのでピーク電流はさらに下がる。このピーク電流値
は入力がＤＣ２４Ｖ、６００Ｗの場合、５０Ａ前後とな
る。

上記トランジスタモジュール７がオンすると、マグネト
ロン駆動用変圧器６の１次巻線６ａに第２図（ａ）に示
す電流が流れ、上記マグネトロン駆動用変圧器６の２次
巻線６ｃに接続されたダイオード２１を介してコンデン
サ２３が充電されると共に、マグネトロン２７に抵抗２
６を介して第２図（ｄ）に示すアノード電流１ａが流れ
る。次に、トランジスタモジュール７がオフし、トラン
ジスタモジュール８がオンすると、マグネトロン駆動用
変圧器６の１次巻線６ｂに第２図（ａ）に示す電流が流
れ、上記２次巻線６ｃに接続されたもう一つのダイオー
ド２２を介してコンデンサ２４が充電されると共に、マ
グネトロン２７に第２図（ｄ）に示す電流Ｉａが流れる
。ここで、チョークコイル２０．２５はアノード電流抑
制用であり、コンデンサ２３．２４は０．１μＦ以下の
小容量コンデンサでその両端電圧は非平滑である。なお
、６ｄはヒータ巻線である。

以上水したように、１次巻線に中間タップを有するマグ
ネトロン駆動用変圧器６の上記中間タップを平滑回路の
一端に接続すると共に、上記１次巻線の両端をトランジ
スタモジュール７．８を介して上記平滑回路の他端に接
続し、上記トランジスタモジュール７．８を交互に動作
させて高周波電力を発生させるようにしているので、イ
ンバータ回路の電流値を大幅に下げることができ、従っ
て、インバータ回路の配線および組立てが容易となり、
配線に要するコストを大幅に減らすことができ、バッテ
リを電源として用いることができる。

なお、ピーク電流を下げる手段としては、他にもフルブ
リッジ式などが考えられるが、このフルブリッジ式はマ
グネトロン駆動用変圧器の１次巻線が従来例と同じく中
間タップが不必要で巻数も本実施例のプッシュプル式に
比べて半分で良いなどの利点も多いが、部品点数か多い
のと駆動回路が複雑になるためコストが高くなる。これ
に対し本実施例のプッシュプル式は、マグネトロン駆動
用変圧器の１次巻線の巻数が多いと云っても、高周波の
ため数十ターンで済み、また電流値も低くなっているこ
とから、コストも少なくて済み、形状の大型化や構造上
の問題もほとんど無視することができるので、ピーク電
流を下げる手段としては最ら適した方法といえる。

〈発明の効果〉以上より明らかなように、この発明の高周波加熱装置は
、平滑回路がバッテリの出力を平滑し、マグネトロン駆
動用変圧器の１次巻線の中間タップを上記平滑回路の一
端に接続する一方、上記１次巻線の両端をそれぞれ別の
半導体スイッチング素子を介して上記平滑回路の他端に
接続したインバータ回路が、駆動回路によって上記２つ
の半導体スイッチング素子が交互に駆動されて、上記平
滑回路が平滑したバッテリの出力により高周波電力を発
生し、全波倍電圧回路が上記マグネトロン駆動用変圧器
の２次巻線出力を整流平滑してマグネトロンを駆動する
ようにしているので、インバータ回路の電流を大幅に少
なくすることができ、インバータ回路の配線および組み
立てが容易となり、電源としてバッテリを用いることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図は上記実
施例における動作波形図、第３図は従来例の回路図、第
４図は従来例における動作波形図である。ト・・バッテリ、２・・・チョークコイル、３・・・コ
ンデンサ、６・・・マグネトロン駆動用変圧器、７．８
・・・トランジスタモジュール、１３・・・駆動回路、
２１．２２・・・ダイオード、２３．２４・・・コンデ
ンサ、２７・・・マグネトロン。特　許　出　願　人　　シャープ株式会社代　理　人　
弁理士　　前出　葆　ほか１名第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）バッテリの出力を平滑する平滑回路と、１次巻線
に中間タップを有するマグネトロン駆動用変圧器の上記
中間タップを上記平滑回路の一端に接続する一方、上記
マグネトロン駆動用変圧器の１次巻線の両端をそれぞれ
別の半導体スイッチング素子を介して上記平滑回路の他
端に接続し、上記平滑回路が平滑したバッテリの出力に
より高周波電力を発生するインバータ回路と、上記２つの半導体スイッチング素子を交互に駆動する駆
動回路と、上記マグネトロン駆動用変圧器の２次巻線出力を整流平
滑してマグネトロンを駆動する全波倍電圧回路とを備え
たことを特徴とする高周波加熱装置。