JPH02172180A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は交Ｑ電力をインバータ装置で高周波電力に変換
すると共に、この高周波電力に応じて被加熱物を加熱す
る高周波加熱装置に関するものである。

（従来の技術） インバータ装置を用いて交流電力を高周波電力に変換し
、この高周波電力に応じて被加熱物を加熱するようにし
た高周波加熱装置としては例えば、電子レンジや電磁調
理器が提案されている。

電磁調理器は電磁誘導作用により被加熱物を加熱するよ
うにしており、炎が生じないので安全性が高く被加熱物
を載置するためのトッププレートが結晶化ガラスで構成
できるので清潔であり、また熱効率が高い等の利点を有
し、種々の電磁調理器が研究開発されている。

第７図に示す従来の電磁調理器は、交流電源ＰＷからの
°交流電力がスイッチＳＷを介して直流源回路１０１へ
与えられる。この直流電源回路１０１では整流回路１０
２によって整流された脈流が平滑用のコンデンサＣ１に
よって平滑化され、所定の直流電力がインバータ回路１
０３へ与えられる。また駆動回路１１５がトランジスタ
１１３を０Ｎ１０Ｆ、Ｆ動作させることにより、加熱コ
イル１０７と共振用のコンデンサ１０９とが直列共振状
態に設定され、加熱コイル１０７から発生する磁束によ
る電磁誘導作用により図示しない鍋等の被加熱物に渦電
流を発生して加熱するようになっている。

また第７図に示す従来例は、交流電源ＰＷをトランス１
３３で降圧して整流回路１３５で整流する。この整流回
路１３５で整流された脈流は平滑用のコンデンサＣ２で
平滑化される。ここで整流回路１３５によって整流され
た脈流のリプル電圧を除去するためにコンデンサＣ２の
容量を比較的大きな値に設定している。このコンデンサ
Ｃ２によって平滑化された直流電力は駆動回路１１５、
発振停止回路１３１、リセット回路１４１及び図示しな
いインバータ制御回路等の種々の回路部へ供給されてい
る。

スイッチＳＷがオフ操作されると、リセット回路１４１
は交流電源ＰＷが遮断されたことに伴いコンデンサＣ２
によって平滑化された直流電源の電圧低下を検出し、リ
セット信号を発振停止回路１３１へ出力するようになっ
ている。この発振停止回路１３１はリセット回路１４１
からリセット信号を入力すると、駆動回路１１５を介し
てインバータ回路１０３の発振動作を停止させるように
なっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、スイッチＳＷがオフ操作されても、平滑用の
コンデンサＣ２の容量が大きいため、駆動回路１１５や
インバータ制御回路等へ供給される直流電源の電源電圧
が急激には低下しない。したがってスイッチＳＷがオフ
操作されても、コンデンサＣ２によって平滑化された直
流電圧の値が所定の電圧以下に低下するまでの間インバ
ータ回路１０３のトランジスタ１１３がスイッチング動
作を継続する。このようにスイッチｓｗがオフ操作され
た後においてもコンデンサＣ２によって平滑化された直
流電源が不安定な状態でトランジスタ１１３がスイッチ
ング動作をするこになり、このトランジスタ１１３が破
壊される場合が生じた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、スイッチ
のオフ操作等により交流電源が遮断された場合には、適
切にインバータ回路の発振動作を停止し、スイッチング
手段としてのトランジスタの破壊を防止するようにした
高周波加熱装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、交流電力を高周波電
力に変換し、この高周波電力に応じて被加熱物を加熱す
る加熱手段と、前記交流電力のゼロクロスを検出する検
出手段と、前記ゼロクロスが継続して所定時間以上検出
されないときには前記加熱手段の動作を停止させる停止
手段とを有して構成した。

（作用） 本発明は加熱手段が交流電力を高周波電力に変換し、こ
の高周波電力に応じて被加熱物を加熱する。また交流電
力のゼロクロスを検出するための検出手段を有しており
、このゼロクロスが継続して所定時間以上検出されない
場合には加熱手段の動作を停止させるようにしている。

これにより交流電力が遮断された場合には確実に加熱手
段の動作を停止させることができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

まず第１図を参照して構成を説明すると、交流用ｋｌで
ある商用電源ＰＷがスイッチＳＷを介して直流電源回路
１と接続されている。直流電源回路１は例えば４つのダ
イオードがブリッジ接続された整流回路２と、平滑用の
コンデンサｃ１とで構成されており、商用ｓＦｉ、ｐｗ
からの交流電力を整流して平滑し、所定の直流電力に変
換する。この直流電源回路１はインバータ回路３と接続
されており、所定の直流電力をインバータ回路３へ供給
する。

インバータ回路３は加熱コイル７と共振用のコンデンサ
９が直列に接続されると共に、共振用のコンデンサ９に
はダンパダイオード１１が並列に接続されている。また
スイッチング用のトランジスタ１３が共振用のコンデン
サ９と並列に接続されている。

トランジスタ１３のベースは駆動回路１５と接続されて
おり、駆動回路１５からの信号に基いてトランジスタ１
３が０Ｎ１０ＦＦ動作することにより、加熱コイル７と
共振用のコンデンサ９が直列共振状態に設定され、加熱
コイル７から発生する磁束による電磁誘導作用により図
示しない鍋等の被加熱物に渦電流を発生して被加熱物を
加熱するようになっている。

駆動回路１５は図示しないインバータ制御回路と接続さ
れており、このインバータ制御回路からパルス信号を入
力すると、このパルス信号のノくルス幅に相応する時間
だけトランジスタ１３をオンさせる。従ってインバータ
制御回路から出力されるパルス信号のパルス幅に応じて
トランジスタ１３のオン時間を変化させることにより、
加熱力すなわち、インバータ回路３による加熱出力を変
化させるようにしている。

商用電源ＰＷと直流電源回路１との間の電源線にはゼロ
クロス検出回路１７が設けられている。

このゼロクロス検出回路１７は商用電源ＰＷの波形を監
視しており、例えば商用電源ＰＷが５０サイクルの交流
電源である場合には、この交流電源の−から十へ変化す
るタイミング及び十から−へ変化するタイミングすなわ
ちゼロクロスのタイミングを検出し、ゼロクロス信号Ｓ
１を出力する。

従ってこのゼロクロス信号Ｓ１は第３図（Ａ）に示すよ
うに５０サイクルの交流電源の半周期に相応する時間す
なわち１０ｍ秒毎に出力される。

タイマ回路２１はゼロクロス検出回路１７と接続される
と共に、発振停止回路３１と接続されている。このタイ
マ回路２１はスイッチＳＷがオン操作されるとタイマ動
作を開始し、ゼロクロス検出回路１７からのゼロクロス
信号Ｓ１を入力するとタイマ動作をリセットするように
なっている。

またタイマ回路２１のタイマ時間は商用電源ＰＷの半周
期に相応する時間より長い時間に設定されており、最・
終のゼロクロス信号Ｓ１を入力した後に次のゼロクロス
信号Ｓ１が入力されない場合には、この最終のゼロクロ
ス信号Ｓ１を入力してから所定のタイマ時間が経過した
時にタイムアツプしてＬレベルのタイムアツプ信号Ｓ２
を発振停止回路３１へ出力する。

発振停止回路３１はタイマ回路２１からタイムアツプ信
号Ｓ２を入力すると、Ｌレベルの発振停止信号Ｓ３を駆
動回路１５へ出力する。これにより駆動回路１５はイン
バータロ路３の発振動作を停止させるようにしている。

このタイマ回路２１と発振停止回路３１とで停止手段を
形成しており、ゼロクロス検出回路１７からのゼロクロ
ス信号Ｓ１が継続して所定時間以上、すなわち、１０ｍ
秒を越える時間の量検出されない場合には、駆動回路１
５を介してインバータ回路３の発振動作を停止させるよ
うにしている。

次に第２図を参照してタイマ回路２１の内部構成を説明
する。

トランジスタ２３のベースはゼロクロス検出回路１７と
接続されると共に、トランジスタ２３のエミッタはアー
スと接続されている。またトランジスタ２３のコレクタ
は比較回路２８の反転入力端子と接続されている。また
比較回路２８の反転入力端子は抵抗２４を介して所定の
直流電源と接続されると共に、コンデンサ２５を介して
アースと接続されている。また比較回路２８の非反転入
力端子は抵抗２６を介して所定の直流を源と接続される
と共に、抵抗２７を介してアースと接続されている。こ
の比較回路２８の出力端子は発振停止回路１９と接続さ
れている。

従って抵抗２６と抵抗２７による分圧電圧を基帛電圧ｖ
１として比較回路２８の非反転入力端子へ与えるように
している。またゼロクロス検出回路１７から正のパルス
で成るゼロクロス信号Ｓ１を入力すると、トランジスタ
２３がオンして比較回路２８の反転入力端子を０ボルト
に設定する。

これにより比較回路２８はＨレベルの信号を出力する。

また抵抗２４とコンデンサ２５とで所定の時定数回路を
形成しており、この時定数の値はタイマ時間と対応する
時間に設定されており、トランジスタ２３がオフすると
抵抗２４を介してコンデンサ２５が充電され、このコン
デンサ２５の充電電圧Ｖ２はタイマ時間を経過した時に
基準電圧■１を上まわるようになっている。従って所定
のタイマ時間以上の間継続してコンデンサ２５が充電さ
れると電圧ｖ２が基準電圧ｖ１を上まわり、比較回路２
８からＬレベルのタイムアツプ信号Ｓ２を出力する。

次に第３図を参照して第１図に永した実施例の動作を説
明する。

スイッチＳＷがオン操作されて商用型［ＰＷからの交流
電力が直流電源回路１及びゼロクロス検出回路１７へ供
給されている状態においては、インバータ回路３が動作
して図示しない被加熱物を加熱すると共に、ゼロクロス
検出回路１７は第３図（Ａ）に示す様にＨレベルのゼロ
クロス信号Ｓ１を１０ｍ秒毎に出力する。タイマ回路２
１はゼロクロス検出回路１７からのＨレベルのゼロクロ
ス信号Ｓ１を入力する毎にタイマ動作を停止する。

従ってタイマ回路２１は第３図（Ｄ）に示す様にＨレベ
ルの信号Ｓ２を発振停止回路３１へ出力する。発振停止
回路３１はタイマ回路２１からのＨレベルの信号Ｓ２を
入力すると、発振動作を許可するためのＨレベルの信号
Ｓ３を駆動回路１５へ出力する。これによりインバータ
回路３の動作が継続して行われる。

次に電磁調理器の加熱動作を停止させるためにスイッチ
ＳＷをオフ操作すると、交流電力の供給が遮断されるこ
とからゼロクロス検出回路１７はゼロクロス信号Ｓ１の
出力を停止する。これによりタイマ回路２１は最終のゼ
ロクロス信号Ｓ１を人力してから所定のタイマ時間が経
過した時にタイムアツプしてＬレベルのタイムアツプ信
号Ｓ２を発振停止回路３１へ出力する。発振停止回路３
１はタイマ回路２１からＬレベルのタイムアツプ信号Ｓ
２を入力すると、第３図（Ｂ）に示す様にＬレベルの停
止信号Ｓ３を駆動回路１５へ出力する。これにより駆動
回路１５は直ちにインバータ回路３の発振動作を停止さ
せる。

次に第４図を参照して本発明に係る第２の実施例を説明
する。

第４図に示す実施例はマイクロコンピュータ２０を用い
てタイマ回路２１と発振停止回路３１との双方の動作機
能を備えるようにしたことを特徴とする。

すなわちマイクロコンピュータ２０はゼロクロス検出回
路１７からＨレベルのゼロクロス信号Ｓ１を監視するた
めの監視回路と、時間の経過を計時するための計時回路
とを備えており、最終のゼロクロス信号Ｓ１を入力して
から所定のタイマ時間を経過しても次のゼロクロス信号
Ｓ１が入力しない場合にはＬレベルの発振停止信号Ｓ３
を駆動回路１５へ出力する。これにより駆動回路１５は
インバータ回路３の発振動作を停止させる。

以上の如く第４図に示す実施例はスイッチＳＷがオフ操
作された時にインバータ回路３の発振動作を停止させる
ための停止手段としてマイクロコンピュータ２０を用い
て構成したことから、消費電力を低減させることができ
る。

次に第５図を参照して本発明に係る第３の実施例を説明
する。

第５図に示す実施例は降圧用のトランス３３を用いて商
用電源ＰＷを降圧し、この降圧した交流電力を直流電源
回路で整流し、この整流された電圧に基いて商用電源Ｐ
Ｗのゼロクロスを検出するようにしたことを特徴とする
。

具体的に説明すると、商用電源ＰＷはスイッチＳＷを介
してトランス３３の一次巻線３３ａと接続されている。

このトランス３３の二次巻線３３ｂは直流電源回路３４
と接続されている。直流電源回路３４は整流回路３５と
、ダイオード３７及び平滑用のコンデンサ３９とから構
成されており、整流回路３５によって整流された脈流が
ゼロクロス検出回路１７へ与えられるようになっている
。

また整流回路３５で整流された脈流は平滑用のコンデン
サ３９で平滑化される。

定電圧回路４１はトランジスタ４３と、抵抗４５と、所
定のツェナー電圧を有するツェナーダイオード４７及び
コンデンサ４９とから構成されており、コンデンサ３９
によって平滑化された直流電圧をツェナーダイオード４
７のツェナー電圧で定まる一定の直流電圧に変換する。

この定電圧回路４１によって定電圧化された直流電力は
駆動回路１５、ゼロクロス検出回路１７、タイマ回路２
１及び発振停止回路３１のそれぞれに供給されている。

ゼロクロス検出回路１７は直流電源回路３４からの脈流
を入力すると、この脈流の波形に基いて商用電源ＰＷの
ゼロクロスのタイミングを検出するようになっている。

尚、その他の回路構成については第１図に示した実施例
と同様であり同一番号を付して詳細な説明を省略する。

以上の如く第５図に示した実施例は定電圧化した直流電
源を各回路部へ供給するようにしており、ゼロクロス検
出回路１７、タイマ回路２１及び発振停止回路３１を確
実に動作させることができ、信頼性の向上を図ることが
できる。

次に第６図を参照して本発明に係る第４の実施例を説明
する。

第６図に示す実施例は電子レンジに適用したものであり
、スイッチＳＷがオフ操作された場合にはマグネトロン
５７の動作を適切に停止させるようにしたことを特徴と
する。

具体的に説明すると、昇圧用のトランス５１の一次巻線
５１ａと、コンデンサ９と、ダイオード１１及びトラン
ジスタ１３とでインバータ回路を構成しており、昇圧用
のトランス５１の一次巻線５１ａを共振用のコンデンサ
９と直列に接続してこの一次巻線５０ａと共振用のコン
デンサ９とが直列共振した時に生じる一次巻線５１ａか
らの高周波磁界によって二次巻線５１ｂへ高周波起電力
を誘起させる。また整流ダイオード５３と、充電用のコ
ンデンサ５５とで倍電圧整流回路を構成しており、二次
巻線５１ｂへ高周波起電力が誘起されると、この倍電圧
整流回路によってＤＣ約４０００ｖ程度に昇圧された後
に、マグネトロン５７のアノードＡＤへ印加される。一
方、マグネトロン５７のフィラメントＦには昇圧トラン
ス５１の巻線５１ｃから所定の加熱電圧が供給されてお
り、マグネトロン５７が動作してこのマグネトロン５７
から放出されるマイクロ波を被加熱物に照射させること
により被加熱物を加熱するようになっている。

また操作スイッチＳＷがオフ操作された場合にハ、セロ
クロス検出回路１７がらゼロクロス信号Ｓ１が出力され
ないので、タイマ回路２１がタイムアツプしてタイムア
ツプ信号ｓ２を出力する。

これにより発振停止回路３１が停止信号ｓ３を駆動回路
１５へ出力することにより、トランジスタ１３をオフし
てマグネトロン５７の動作を直ちに停止させる。

以上の如く第６図に示す実施例は、交流電力のＯＮ１０
　Ｆ　Ｆ操作用のスイッチがオフ操作されるとこれを検
出してマグネトロンの動作を適切に停止させることがで
きる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、交流電力の
ゼロクロスが継続して所定時間以上検出されない時には
、加熱手段の動作を停止させるようにしたことから、操
作スイッチがオフ操作されて交流電力が遮断された場合
には迅速且つ適切に加熱手段の動作を停止させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例を示した回路図、第２図
はタイマ回路の内部構成を示した回路図、第３図は第１
図の各部の信号波形図、第４図は本発明に係る第２の実
施例を示した回路図、第５図は本発明に係る第３の実施
例を示した回路図、第６図は本発明に係る第４の実施例
を示した回路図、第７図は従来例を示した回路図である
。 ３・・・インバータ回路　　１５・・・駆動回路１７・
・・ゼロクロス検出回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　交流電力を高周波電力に変換し、この高周波電力に応
   じて被加熱物を加熱する加熱手段と、前記交流電力のゼ
   ロクロスを検出する検出手段と、 前記ゼロクロスが継続して所定時間以上検出されないと
   きには前記加熱手段の動作を停止させる停止手段と、 を有することを特徴とする高周波加熱装置。