JPH0210688A - 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］ 本発明は電子レンジ等のいわゆる誘電加熱を行なうため
の高周波加熱装置に関するものであってその電源装置に
インバータ回路を用い、該インバータ回路により高周波
電力を発生させ、マグネトロン駆動用変圧器によって昇
圧し、マグネトロンを駆動する高周波加熱装置のインバ
ータ回路の改良に関するものである。

［従来の技術］ インバータ回路によって、マグネトロンを駆動する高周
波加熱装置の一例を第２図の回路図に基づいて説明する
。

商用電源ｌを整流ブリッジ２で整流し、チョークコイル
３．平滑コンデンサ４で平滑して直流電源１０１が形成
されている。その電圧はｖＥで表わされる。この直流電
源１０１にインバータ回路１０２が接続されている。イ
ンバータ回路１０２はマグネトロン駆動用変圧器８、こ
れに直列または並列（図では並列）に接続されている共
振コンデンサ７、この両者による共振回路に接続された
半導体スイッチング素子５およびダンパダイオード６に
よって構成されている。そしてマグネトロン駆動用変圧
器８の１次側を８ａとすると、その２次巻線８ｂ側に高
圧ダイオード１１とコンデンサ１０が接続され倍電圧回
路が構成されてマグネトロン駆動回路１２となり、これ
にマグネトロン１３が接続されている。マグネトロン１
３の陰極はマグネトロン駆動用変圧器８の２次巻線８Ｃ
に接続されている。これらの回路は制御回路２７により
、これに接続されたトランジスタ２４と抵抗２５．２６
からなるプリドライブ回路と、セパレートトランス２３
と、駆動回路２２とを介して最適に制御される。すなわ
ち、制御回路２７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、駆動パルス幅および駆動タイ
ミングを調節する。ここで、抵抗１４は、マグネトロン
陽極電流検出用であり、この抵抗１４の両端電圧が電流
値に換算され制御回路２７に入力され、またマグネトロ
ン駆動用変圧器８の２次巻線の１つである制御巻線８ｄ
の出力は、同期および電圧検出用として制御回路２７に
入力される。図において、この出力はＶ、で表わされる
。トランジスタ２４および制御回路２７は、商用電源１
に接続されたトランス２０によって電圧を低下され電源
回路２１によってそれぞれ適当な直流電圧を供給されて
いる。Ｖａは制御回路２７から与えられるトランジスタ
２４のベース電圧である。

［発明が解決しようする課題］ インバータ回路１０２の駆動パルス幅Ｔ１が第３図（ａ
）に示されるように、十分に広い強出力のときは、マグ
ネトロン駆動用変圧器８の励磁エネルギが大きいので、
きれいな共振電圧波形が出力され、同図（ｂ）のように
制御巻線８ｄの出力ｖｓのゼロクロスの点で同期がかか
り、半導体スイッチング素子５は、同図（Ｃ）に示され
るようにその両端電圧ＶＣＥが十分に低い電圧ｖ１でオ
ンするので、スイッチングロスは少なく問題は発生しな
い。

しかし、第４図（ａ）に示されるように、駆動パルス幅
がＴ２のように狭くなる弱出力のときは、共振のための
励磁エネルギが少ないため、高周波加熱装置独特のマグ
ネトロン１３の持つ容量成分や高圧トランス８の浮遊容
量の影響によって、共振波形にリンギングを生じ、本来
ｔ、でかかるべき同期が、第４図（ｂ）のように、ｖｓ
がｔ、でゼロクロスしないため、最大オフ幅Ｔ、を経た
ｔ２なるタイミングで同期がかかり、このため半導体ス
イッチング素子５は、同図（Ｃ）に示されるようにＶＣ
Ｅがｖ２なる高い電圧でオンするため、スイッチングロ
スが大きくなり、発熱で温度が上がり、最悪の場合トラ
ンジスタを破壊するに至るため、その冷却に大きな費用
を要することとなっていた。ここで、Ｔ、はインバータ
の回路および部品等の制約により発振周波数を一定以下
に下げないように定められる値である。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前述のような問題点を解決するためになされた
もので、従来の制御回路に加えて、スイッチング電圧検
知回路を設け、これによって共振電圧が一定以下になる
まで半導体スイッチング素子の導通を阻止するようにし
た。

［作用］ １５４図に破線で示すように、スイッチング電圧検知回
路により、■、がゼロクロスするまで、すなわち、ｔ２
からｔ、までの期間、半導体スイッチング素子５の導通
が強制的に禁止される。そしてｔ、に達したときにｖｓ
がゼロクロスし第４図（ｃ）に示されるように、ＶＣＥ
がｖ２からＶ。

へ下がったところで、半導体スイッチング素子が導通す
るので、スイッチングロスを低減できる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例であって第２図の従来の例と
異なるところはトランジスタ２４のベース回路にスイッ
チング電圧検知回路１０３を設けたことである。第２図
と同じ部品には同じ符号を付しである。この実施例にお
いては、スイッチング電圧検知回路１０３は制御巻線８
ｄに接続されているが、制御回路２７から所望の電圧を
求めることもできる。第２図において制御巻線８ｄの出
力Ｖ、はスイッチング電圧検知回路１０３に供給される
。スイッチング電圧検知回路１０３は抵抗２９．３０．
　　トランジスタ２８とよりなり抵抗２９と３０との接
続点はトランジスタ２８のベースに接続され抵抗３０の
一端は接地されている。トランジスタ２８のコレクタは
トランジスタ２４のベースに接続されエミッタは接地さ
れている。制御巻線８ｄの出力Ｖ、が第４図（ｂ）のｔ
２におけるように、接地レベルより高いと、抵抗２９を
介してトランジスタ２８のベースに電流が流れ、トラン
ジスタ２８が導通する。それによって、トランジスタ２
４のベースが低い電圧となり、制御回路２７からの駆動
信号がＶ、のゼロクロスより高いレベルのときは、Ｔ、
の値に拘わらずトランジスタ２４は導通しないようにさ
れる。したがって第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）に破線で示
すように、トランジスタの導通が遅れ同図に示されるよ
うにｔ３で導通するので、ＶｅＥがｖｌなる低い電圧で
導通する。このときの１周波の期間はｔ、から次のｔ３
までで一定である。

弱出力の場合でも、リンギングを生じないときは、ｔ、
においてＶ、がゼロクロスすれば、そのタイミングでス
イッチングが行われる。従って、この半導体スイッチン
グ素子の駆動回路は、スイッチング電圧検知回路１０３
の出力と制御回路２７の出力とを人力とするＡＮＤ回路
となり、両方の出力がハイ（Ｈｉｇｈ）のときのみ、ト
ランジスタ２４は導通する。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、半導体スイッチング素
子のスイッチング電圧を低くでき、高周波加熱装置の弱
出力時のスイッチングロスを低減できるので、冷却装置
が小型化あるいは簡略化でき、コストダウンの効果が大
きい。また半導体スイッチング素子の寿命を長くできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略の回路図、第２図は従
来例の概略の回路図、第３図は強出力時の動作波形図、
第４図は弱出力時の動作波形図である。 １０１・・・直流電源、１０２・・・インバータ回路、
１０３・・・スイッチング電圧検知回路、５・・・半導
体スイッチング素子、６・・・ダンパダイオード、７・
・・共振コンデンサ、８・・・マグネトロン駆動用変圧
器、１３・・・マグネトロン、２４・・・トランジスタ
、２７・・・制御回路、２８・・・トランジスタ、８ｄ
・・・制御巻線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源と、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、および前記
   変圧器と直列接続された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
   子を駆動する駆動回路と、該駆動回路を制御する制御回
   路と、前記インバータ回路に接続されたマグネトロン駆
   動回路と、これに接続されたマグネトロンとよりなり、
   前記インバータ回路の共振電圧が一定以下になるまで半
   導体スイッチング素子の導通を阻止するスイッチング電
   圧検知回路を備えたことを特徴とする高周波加熱装置。