JPH01686A - 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〉 この発明は電子レンジ等のいわゆる誘電加熱を行うため
の高周波加熱装置の改良に関し、さらに詳しぐ述べれば
、その電源装置にインバータ回路を用い、該インバータ
回路によυ高周波電力を発生し、昇圧トランスにて昇圧
してマグネトロンを駆動するように構成した高周波加熱
装置の改良に関するものである。

〈従来技術〉 従来、この種の高周波加熱装置におりては弱出力から強
出力まで複数の出力設定ができるように出力設定手段を
備えている。そして、例えば弱出力に出力設定してスタ
ートさせた場合、加熱開始から加熱終了まで出力設定通
りの出力すなわち弱出力で加熱を行なう方式がとられて
いる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 一方マグネトロンの駆動動作は、昇圧トランスから高周
波電力が印加されるとまずフィラメント電流が流れてフ
ィラメント自身が加熱され、フィラメントの温度がマグ
ネトロン安定動作領域に到達するとアノード電流が流れ
て加熱室内にマイクロ波を放射する。フィラメントに与
えられる電力は出力設定に応じてアノードに与えられる
電力とマイクロ波の反射電力（放射されたマイクロ波が
導波管や庫内壁で反射しフィラメントにフィードバック
する熱エネルギー）に比例する。すなわち強出力の場合
はフィラメントに与えられる電力も大きいので、フィラ
メントが速やかに加熱されてマグネトロンが速やかに安
定動作するようになる。

しかしながら弱出力でスタートするとフィラメントが加
熱されるのに時間がかかり、その分だけマグネトロンの
不安定動作状態が長く続く。従ってマグネトロンがモー
ディングや不連続発振を起こしやすいという欠点があっ
た。

〈目　的〉 本発明は上記に鑑みてなされたもので、加熱開始俊速や
かに安定動作状態にした後、速やかに設定された出力で
高周波加熱が行なわれるようにすることを目的とするも
のである。

く問題点を解決するための手段〉 この発明の構成を第１図に示す。１０１は商用電源を整
流・平滑して直流電源を作る整流・平滑回路、ｌＯ２は
インバータ回路であり、マグネトロン駆動用変圧器１０
４とそれに並列接続された共振コンデンサ１０３と、変
圧器１０４に直列に接続されたスイッチング素子１０５
及びダイオード１０６より構成される。１０８は制御回
路でるシ、出力設定手段１６の設定出力に応じたオン時
間幅で且つマグネトロン駆動用変圧器！０４の発振周波
数と同期したオン・オフパルス信号を駆動回路１０７に
与えてスイッチング素子１０５を２０ＫＨｚ−１００Ｋ
Ｈｚ程度の周波数でスイッチング動作させる。また制御
回路１０８は、内部の計時回路１５を利用して加熱開始
から所定時間無条件にマグネトロン１１１の出力を強出
力にする出力設定手段＋６を具備している。尚、該出力
設定手段１６は操作ツマミにてマグネトロンの出力を設
定するところの第３図に示す出力設定手段１０９と兼用
している。

１１０はマグネトロン駆動回路、１１１はマグネトロン
である。

く作　用〉 制御回路１０８が出力するオン・オフパルス信号は駆動
回路１０７で増幅されて、スイッチング素子１０５に与
えられる。スイッチング素子１０５の動作状態を第４図
に示す。制御回路１０８がオン信号を出力すると、スイ
ッチング素子１０５は導通して、第４図中の破線のコレ
クタ電流Ｉｃをマグネトロン駆動用変圧器１０４に供給
する。そして制御回路１０８がオフ信号を出力するとス
イッチング素子１０５は非導通になり、共振コンデンサ
１０Ｂとマグネトロン駆動用変圧器１０４とが共振回路
を構成し、共振電圧がスイッチング素子１０５のコレク
タ電圧ＶｃｇＫアられれる。インバータ回路１０２は２
０ＫＨｚ　〜１００ＫＨｚ程度の周波数で動作しており
、電源周期でのスイッチング素子１０５のコレクタ電圧
波形は第５図のようになる。インバータ回路！０２で作
られた高周波電力はマグネトロン駆動用変圧器１０４の
２次側昇圧巻線によりマグネトロン駆動回路１１０に供
給され、マグネトロン１１１を動作させる。マグネトロ
ンＩＩ＋の田方加熱電力は、制御回路１０８が出力する
オン・オフパルス信号のオン時間幅に比例する。すなわ
ち制御回路１０８は、出力設定手段Ｉ６の設定出力に応
じたオン時間幅で、かつマグネトロン駆動用変圧器１０
４の発振周波数と同期したオン・オフパルス信号を駆動
回路１０７に出力する。

マグネトロン１１１に高周波電力が印加されるとまずフ
ィラメント電流が流れてフィラメントの温度が上昇し、
アノード電流が流れ始め電子レンジ庫内にマイクロ波が
放射される。フィラメントにはアノードと相似の高周波
電力と前記のマイクロ波の反射電力が印加されるので、
フィラメントの温度上昇速度は前記オン・オフパルス信
号のオン時間幅、すなわち加熱出力に比例する。第７図
にフィラメントの温度上昇カーブを示す。強出力でスタ
ートした場合は、（７）のカーブのように、フィラメン
ト温度は急速に上昇し、マグネトロンが安定動作する為
のフィラメントしきい値温度（θ）に時間Ｔｏで到達す
る。それに対して弱出力でスタートシた場合は（４′）
のカーブのように、ゆっくりと上昇する為、マグネトロ
ンの不安定動作時間が長く続く。そこで本発明では、制
御回路１０８が一スタートから一定時間（℃を計時する
迄操作ツマミによる出力設定の如何にかかわらず最大の
強出力状態を維持し、時間Ｔを計時すると、出力設定に
従って、弱出力や中出力に切りかえる。（第６図参照）
そうするとフィラメントの温度上昇は、例えば弱出力設
定にしてスタートした場合第７図中の（勿のカーブのよ
うになる。すなわち弱出力設定でも、中出力設定でも、
強出力設定の場合と同様に、すみやかにフィラメント温
度が上昇して、マグネトロン安定動作状態になることを
示している。

一定時間Ｔは、前記フィラメントしきい値温度（θ）に
到達する時間Ｔｏに対してＴ≧Ｔｏとなるように設定す
れば良い。

このようにしてスタートから一定時間（Ｔ）は出力設定
の如何にかかわらず最大出力で加熱するようにすれば、
すみやかにフィラメント温度が上昇して、マグネトロン
が安定動作状態になる。

〈実施例〉 以下、図面に示す゛実施例に基づいてこの発明を詳述す
る。尚、これによってこの発明が限定されるものではな
い。第１図はこの発明の一実施例の回路図を第８図に対
応させて示したものである。

商用電源Ｉにスイッチ２を介して整流・平滑回路１０１
が接続されている。整流・平滑回路＋０１は整流ブリッ
ジ３とその出力端子にチョークコイル４と平滑コンデン
サ５を接続して構成されている。整流・平滑回路１０１
の直流出力端子にはマグネトロン駆動用変圧器＋０４の
１次巻線＋　０４ａと共振コンデンサ１０３の並列共振
回路が接続され、またマグネトロン駆動用変圧器＋０４
とスイッチング素子＋０５の直列回路が接続され、ダン
パーダイオード！０６がスイッチング素子１０５のコレ
クターエミッタ間に逆接続されている。マグネトロン１
１１を駆動するマグネトロン駆動回路＋１０は、駆動用
変圧器１０４を介して、マグネトロンフィラメント巻＃
！ｌ０４ｂとマグネトロン入力巻線１０４ｃを半波整流
する高圧ダイオード７と高圧コンデンサ６が接続されて
いる。制御回路１０８は電源トランス８と電源回路９に
ょシ直流（ＶＤ＝−１２Ｖ）を作シ、スイッチング素子
１０５を高周波スイッチングさせる為、出力設定手段１
６の設定出力に応じたオン時間幅のオン・オフパルス信
号をパルス発生回路１４で発生させる。マグネトロン駆
動用変圧器１０４のマグネトロン入力巻線１０４ｃと相
似な電圧を出力する補巻線１０４ｄから、マグネトロン
ＩＩＩの発振同期信号をタイミング回路１１に入力して
、三角波発生回路１２のタイミングを制御する。出力設
定手段１６の出力信号と三角波電圧とを比較回路１３で
レベル比較して、パルス信号のオン・オフ時間幅が決ま
る。

制御回路１０８各部の電圧波形を第８図に示す。

加熱スタート時には、出力設定手段１６は操作ツマミ１
７の設定の如何にかかわらず、最大強出力信号を比較回
路１３へ入力するので、パルス発生回路１４は最大強出
力に対応したオン時間幅のオン・オフパルス信号を出力
する。そして、計時回路１５が、第６図で説明した一定
時間（Ｔ）を計時完了すると、操作ツマミ１７の設定通
りの出力信号を出力設定手段１６が出力する。３段出力
切換の実施例の場合の加熱スタートからのシーケンスフ
ローチャートを第２図に示す。このようにして第６図に
示した出力タイムチャート通シの動作を行ない、第７図
の（句カーブを実現することができる。

〈発明の効果〉 本発明によシ、出力設定の如何にかかわらず、加熱スタ
ート時の所定時間は最大出力で加熱動作させて、速やか
にフィラメント温度を上昇させ速やかにマグネトロンを
安定動作状態にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気回路図、第２図は
本発明の一実施例を説明するためのフローチャートであ
り、 第３図は本発明に係る高周波加熱装置の構成を示すブロ
ック図、第４図（ａ）は制御回路の出力信号、第４図（
ｂ）はスイッチング素子のコレクタ電流、コレクタ電圧
を示す波形図、 第５図は電源周期のスイッチング素子のコレクタ電圧波
形図、 第６図は加熱スタート時の出力タイムチャート、第７図
はフィラメントの温度上昇カーブ、第８図は第１図の制
御回路の各部における電圧波形図である。 符号 １０１：整流・平滑回路、　　１０２：インバー・夕回
路、１０３：共振コンデンサ、 １０４：マグネトロン駆動用変圧器、 １０５ニスイツチング素子、＋０６：ダイオード、１０
７：駆動回路、　　　　　　１０８二制御回路、１６：
出力設定手段。 代理人　弁狸士　杉　山　毅　至（他１名）第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、商用電源を整流・平滑して直流電源にする整流・平
   滑回路と、マグネトロン駆動用変圧器、該変圧器と並列
   もしくは直列接続された共振コンデンサ、前記変圧器と
   直列接続されたダイオード及び半導体スイッチング素子
   にて構成されたインバータ回路と、前記半導体スイッチ
   ング素子を駆動させる駆動回路と、該駆動回路を制御す
   る制御回路と、マグネトロン駆動回路及びマグネトロン
   を備えてなる高周波加熱装置において、加熱開始から所
   定時間は無条件にマグネトロンの出力を強出力にする出
   力設定手段を備えたことを特徴とする高周波加熱装置。