JPH02239589A - High-frequency heating device - Google Patents

High-frequency heating device

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JPH02239589A
JPH02239589A JP5870589A JP5870589A JPH02239589A JP H02239589 A JPH02239589 A JP H02239589A JP 5870589 A JP5870589 A JP 5870589A JP 5870589 A JP5870589 A JP 5870589A JP H02239589 A JPH02239589 A JP H02239589A
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JP
Japan
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temperature
output
circuit
voltage
transformer
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JP5870589A
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Japanese (ja)
Inventor
Takatomo Matsumi
松實 孝友
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the reduction of inductance of the winding of a transformer and a thermal breakdown of the component element of an inverter by controlling to make the temperature of the core of the transformer to compose a part of the inverter less than the preset temperature near the lowest temperature to increase the power loss of the converter. CONSTITUTION:When the temperature of a core 121 is increased extensively by generating a variation of the surrounding temperature ambiance or a shortage of cooling and the like owing to the voltage variation or the motor life, the power loss of a magnetron driving converter 104 is increased, the anode current is reduced, and the output of the secondary current return device 111 is also reduced. As a result, a starting time width control circuit 14 is going to adopt a larger W1s rapidly, but since the detected voltage of a temperature detecting device 112 is increased, a comparison circuit 17 outputs a subtraction signal, and the ON-time width output from an ON-time width control circuit 13 is suppressed. Consequently, the ON-pulse width is suppressed, the temperature rise of the magnetron driving converter 104 is also suppressed, and the tendency of a reckless heating can be prevented.

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、さらに詳しく言えば
,その電源装置にインバータ回路を用い、インバータ回
路により高周波電力を発生し、昇圧用変圧器にて昇圧し
てマグネトロンなどの高周波発生手段を駆動するよう楕
成した高周波加熱装置の改良に関するものである. 従来の技術 従来、この種の高周波加熱装置に用いられるマグネトロ
ン駆動用変圧器には、高周波帯域でのパワーロスが小さ
くて固有抵抗が大きい、いわゆるバワーフェライト材が
使われている.このようなバワーフェライト材が使われ
る理由は、固有抵抗が大きいと、コア内の渦電流損失が
小さくて有利だからである.フエライトコアの高周波帯
域におけるパワーロスすなわち電力損失は次式で表され
る. P(L)=P(h)+P(e)= (κ(b) * f
十κ(e) * f” ) 本B(m) * V(e)
・・−<1) ただし、P(L):バワーロス、P(h):ヒステリシ
ス損失、P(e):渦t流損失、K ( h ):ヒス
テリシス損失定数、K(e):渦電流損失定数、f:周
波数、B(m):磁束密度Bのm乗(m一定数).V(
e):コアの実効体積.この第1式から,ヒステリシス
損失は周波数fに比例し、渦電流損失は周波数fの2乗
に比例す.ることが判る.したがって、高周波駆動の場
合には、ヒステリシス損失よりも渦電流損失の方が、パ
ワーロスに大きく寄与する.そこで、渦電流損失を減少
させるために、固有抵抗の大きいバワーフエライト材が
使われる. バワーフエライト材は、第9図のような温度特性を持っ
ている.動作温度が低い状態では、温度上昇が増えても
パワーロスが減少するので問題にはならない.ところが
、動作温度があまり高くなると、バワーフェライト材の
磁気特性が悪化するため、パワーロスが増加する.すな
わち、動作温度が第9図中の温度TI(たとえば130
℃)を超えてしまうと、温度上昇に伴ってパワーロスは
増加し続け、コアは昇温し続ける.このような熱墨走に
入ると、瞬間にコア温度がキュリー点を超え、透磁率が
激減する. 変圧器の巻線のインダクタンスしは、 L=μ*r*a”*11”*a         −(
2)ただし、μ:透磁率,π:円周率、a:磁芯から巻
線までの距離、n:単位長あたりの巻き数、α:長岡係
数. で表されるから、透磁率が激減すると巻線のインダクタ
ンスも激減し、その結果、変圧器の1次側励磁電流が激
増し、インバータ回路のスイッチング素子が過t流によ
る熱破壊に至ってしまう.そこで従来は、動作温度が第
9図の温度T1を絶対に超えないように、コアサイズ、
巻線径、冷却条件などの余裕度を大きくとった安全設計
をしていた.したがって変圧器の大きさが大きく、動作
温度を低くするために大きな冷却ファンを設けなければ
ならず、当然、大出力(大きな自己発熱を伴う)のイン
バータ型高周波加熱装置を作るのが非常に困難であった
. 発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、変圧器のコアの温度上昇を抑制して、
その変圧器の巻線のインダクタンスの低下を防ぎ、これ
によってインバータの構成要素の熱破壊を未然に確実に
防止することができるようにした高周波加熱装置を提供
することである.課題を解決するための手段 本発明は、商用交流電力を整流および平滑して直流電力
を得る整流平滑回路と、 l&周波発生手段と、 整流平滑回路の直流電力によって付勢され、高周波電力
を発生するインバータと、 インバータの高周袂電力を昇圧して高周波発生手段に与
える変圧器と, 変圧器のコアの温度を検出する温度検出手段と、温度検
出手段の出力に応答し、コアの温度が、そのコアの温度
の上昇に伴って変圧器の電力損失が増大する最低温度T
l付近の予め定める温度未満となるように、インバータ
の出力を$1御する手段とを含むことを特徴とする高周
波加熱装置である. 作  用 本発明に従えば、インバータの一部を構成する変圧器の
コアの温度を、温度検出手段によって検出し、このコア
の温度が、そのコアの温度の上昇に伴ってコア、したが
って変圧器の電力損失が増大する最低温度Tl付近の予
め定める温度未満となるようにvsm手段によってイン
バータの出力を@御する.したがってコアの温度が前記
予め定める温度未溝に抑制され、これによって変圧器の
巻線のインダクタンスが低下することが防がれる.その
ためインバータを構成する構成要素、たとえばインバー
タの共振回路に接続されている半導体スイッチング素子
などに過大な電流が流れることが防がれ、したがって熱
破壊を未然に確実に防止することができる. 前記予め定める温度は、前記最低温度T1未溝の温度で
あってもよいけれども、前記最低温度Tl付近の前記最
低温度T1以上の値であってもよい.こうして小形であ
りながら、従来よりも大出力で信頼性の高いインバータ
を備えた高周波加熱装置を実現される. 実施例 第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図である.
商用交流電源100からの電力は、整流平滑回路101
によって整流された後,平滑され,直流電力が得られる
.インバータ102は、高周波発生手段であるマグネト
ロンM1を駆動するための昇圧用変圧器104を含み、
その1次巻ml17には並列に共振コンデンサ103が
接続され、この変圧器104には直列に、トランジスタ
などによって実現される半導体スイッチング素子105
が接続される.1次巻線117と共振コンデンサ103
とは、直列に接続されて共振回路を構成するようにして
もよい.駆動回8107は、半導体スイ・yチング素子
105を駆動する.制御回路108は,出力設定回路1
09からの設定出力値と、マグネトロンM1を駆動する
変圧器104の2次巻線119の電流を検出する2次電
流帰還手段111からのマグネトロンM1の出力に対応
する電流を表す信号と、変圧器104の補巻線120の
出力が与えられる電圧帰運手段106からの信号と、変
圧器104のコア121に直接に固定され、またはその
コア121に近傍に設けられた温度検出千段122から
の信号とに応答して、駆動回路107に与えるパルスの
幅を制御する.マグネトロンM1を駆動する駆動回路1
10は、変圧器104の2次巻線119の出力を、倍電
圧整流するものであって、コンデンサ112と高圧ダイ
オード113とを含む.マグネトロンM1は、そのフィ
ラメント端子に変圧器104のヒータ巻線118が接続
されており,そのフィラメント端子とアノード陽極問に
は、電波漏洩ノイズ防止用コンデンサ115.116が
接続される.こうしてマグネトロン回路114が構成さ
れる,マグネトロンM1が定常発振しているときは5マ
グネトロンM1のアノードーカソードE[位は一定であ
るから、出力を一定にIli!I!Iシようとすれば、
アノード電流、すなわち変圧器104の2次巻線119
の電流を一定にm御すればよい.電圧帰遺手段106か
らの入力と、出力設定回路109からの設定入力と、2
次電流帰還手段111からの入力と、温度検出手段12
2からの入力とに従って、制御回路108は、駆動回路
107に第2図(1)に示される駆動信号を与える.出
力設定回路109と2次電流帰還手段111とからの入
力(直前の電源周期の出力設定値と平均2次電流との比
較)に基づいて、制御回路108が立ち上がりオン時間
幅W1を決めて、オン信号を出力する.すると,半導体
スイッチング素子105は導通して、第2r:l(2)
中の破線l1のコレクタ電流を変圧器104の1次巻線
117に供給する.そしてfl41M回路108がオフ
信号を出力すると,半導体スイ・νチング素子105は
非導通になり、共振コンデンサ103と前記1次巻線1
17とが共振回路を構成し、共振電圧がトランジスタで
ある半導体スイッチング素子105の第2図(2)中の
実線I2で示され゜るコレクタ電圧に現れる.すなわち
この半導体スイッチング素子105であるトランジスタ
のコレクタは,1次巻線117とコンデンサ103との
接続点に接続され、そのエミッタは接地される.第2図
(1)において半導体スイッチング素子105が遮断す
る期問W2は、インバータ102の共振周波数に依存し
てほぼ一定値であり,導遥している*fmW 1がマグ
ネトロンM1の出力の調御のために変化される.インバ
ータ102は2 0 k H z 〜1 0 0 k 
H z程度の周波数で動作しており、第3図に、50H
2または60Hzの電源周期での半導体スイッチング素
子105のコレクタ電圧波形を示す.第3図(1)の高
出力の場合、電源電圧の谷付近は、広いオン時閉幅で立
ち上がり、共!電圧が所定値に達したことを電圧帰還手
段106が検知すると、制御回路108はオン時問幅を
順次減少・増加させて、電源電圧の山でコレクタ電圧波
形が平坦になるようにオン時間幅を制御する.そして電
源電圧が低下すると、広いオン時間幅でもコレクタ電圧
が所定値まで上がらなくなり、谷まで広いオン時間幅が
続く.この最大オン時間幅が出力設定値によって異なり
、低出力の堝合(第3図(2))は立ち上がりのオン時
間幅が高出力の場合より狭い.したがって、電源電圧の
高い山でもコレクタ電圧が所定値まで」−がらず、同じ
オン時間幅のオン信号ばかりを制御回路108は出力す
ることになる.オフ時間幅は共振コンデンサ103と前
記1次巻.線117の共振周波数で決まり、略一定で.
!)る。共振電圧が立ち下がったことを電圧帰還千段1
06からの信号で検知《同期検知》すると、制御回路1
08はオフ時間終了と判断して、次のオン信号を出力す
る.前記の共振電圧の上限値は、イ〉バータ102の構
成要1g(主に生導体スイッチングf:そ105の定格
)によって設計的に決まる値であり、この上限値が大き
いほど、高出力が得らitる.また同じ上限値の場会で
も、前記立ち1がりのオン時間幅を広くするほど、共振
電圧の立ち上がりが速く、大きな出力電力が得られ、高
出力が得られる.半導体スイッチング素子105が非導
通に反転ずると、マグネトロン駆動用変圧器104の2
次巻線119はマグネトロン駆動回路1. 1 0の整
流用高圧ダイオード113を介して、コンデンサ112
を充電する.そして半導体スイッチング素子105が導
通に反転すると、前記2次巻線119の出力電圧が逆転
して、マグネトロンM1の陽!(アノード)に高圧が印
加され、コンデンサ112に蓄えられた電荷が、アノー
ド電流として放出される.変圧器104のヒータ巻線1
18は半導体スイッチング素子105のスイッチング動
作に同期して交流電圧を発生して、マグネトロンM1の
フィラメント端子に電力を与える.2次巻線119の漏
洩インダクタンスがアノード電流のピーク値を抑制する
が、制御回路108のオン時閏幅が広いほど共振エネル
ギが大きく,マグネトロンM1のエミッション電圧(発
振可能電圧)以上の高圧が印加される導通時問が広がる
ので、アノード電流の実効値が大きくなる.したがって
、出力設定値が大きい番4どマグネトロンM1の加熱出
力電力も大きくなる. ところが、周囲温度環境の変化・電圧変動やモータの寿
命による冷却の不足等が起こった場合、コア121の温
度が非常に高くなって変圧器104のパワーロスが増え
て、出力が充分得られないなめ、2次電流帰還手段11
1からの入力が減りて、制御回路108は益々広いオン
時間幅を半導体スイッチング素子105に与えようとす
る.しかし、前記コア121に直接、あるいはその近傍
に設けた温度検出千段122が、コア121の温度が所
定il!(第9図中の温度Tl、あるいはその近傍の予
め定める温度T 1 a )を超えたことを検出すると
,@御回路108に抑sl信号を与える,そして制御回
路108はオン時閏幅を減少させる.モしてマグネトロ
ン駆動用変圧器104の発熱を抑えて、熱暴走を防止し
,加熱出力は低下するけれども、生導体スイッチング素
子105の熱破壊を防ぐことができる. 温度検出千Pl122の出力によって故障警報、あるい
は表示を行い、それによって使用者が,速やかに温度上
昇の原因を排除すべく、修理対応することが可能である
は言うまでもない.このようにして、信頼性の高い高周
波加熱装置を構成することができる. 以下、第4図のさらに具体的なl′lI或を示す実施例
に基づいて、この発明を詳述する.なお、これによって
この発明が限定されるものではない.第4図は、変圧器
104の2次巻線119に漏洩インダクタンスを持たせ
るように構成した実施例の回路図である.第1図と同じ
機能部品にー)いては同じ番号を付して説明する. 商用電源100にスイッチ2を介して整流平滑回路10
1が接続されている.11流平滑回路101は,整流ブ
リッジ3の出力端子にチョークコイル4と平滑コンデン
サ5.6とを接続して構成されている.Il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
104の1次巻線117と共振コンデンサ103の並列
共振回路が接続され、また変圧器104の1次巻線11
7と半導体スイッチング素子105の直列回路が接続さ
れ、ダンバダイオード7が半導体スイッチング素子10
5のコレクタ・エミッタ問に逆接続されている.マグネ
トロンM1を駆動するマグネトロン駆動回路110は変
圧器104の高圧2次巻線119の出力を半波倍電圧す
るコンデンサ112と、高圧ダイオード113より成る
.この高圧2次巻線119は2漏洩インダクタンスを内
在しており、2次側電流に対してチョーク作用を有する
.変圧器104のヒータ巻線118はマグネトロンM】
のフィラメント端子に#続される。またマグネト・ロン
M1のフィラメント端子と陽極(アノード)間には電波
漏洩ノイズ防止用コンデンサ115,116が内蔵され
ている.@御回路108は、直流電源回路9で直流電源
(+Vc=+5V)を作り、半導体スイッチング素子1
05を高周波スイッチングさせるためグ》オンーオフパ
ルス信号をパルス発生回路l1で発生させ、アイソレー
トトランス8で駆動回路107に出力する.該直流電灘
回路9の接地電位はマグネトロンM1の陽極《アノード
》電位と同電位である.変圧器104の2次巻線119
は2次電流帰還千段111に接続される.マグネトロン
M1の出力C対応するアノード電流を、抵抗35の両端
電圧によって検知する. 第5図を参照して、後述の同期回路10は第5図(1)
で示す同期信号をパルス発生回路11およびオン時間カ
ウンタ12に与える.オン時間力ウンタ12は,オン時
間幅制御回路13からグ}信号に応答し、同期回路10
かへのパルスを受f,t Lてがち予め定める時問W1
だけ経過した決に、弟5図(2)で示すオフパルスを導
出する.こうしてパルス発生回路11は、第5図(3)
で示すようにオン時問W1を有するパルスを導出する.
オフ時間W2は、前述のように変圧器104の1次巻線
117とコンデンサ103との共振周波数によって定ま
る値である.オン時E W 1だけ、トランジスタ10
5が導通する. マグネトロンM1のアノードにt流が流れる位相だけを
、ダイオード36で入力して、抵抗3“lとコンデンサ
38で平滑し、アノード電流の平均値として比較回路1
5に入力する.その値と出力設定回路109からの入力
とを比較した該比較回路l5の出力に従って、スイッザ
ングパルスの立ち上がりオン時間IWIを立ち上がりオ
ン時間幅制御回路14が決める. マグ本トロンM1のアノード電流は20kHz〜100
k}{zでオン・オフをしているが、2次電流帰還手段
111はそれを抵抗37とコンデンサ38の時定数で、
直流電圧にして比較回路15に入力する.その入力電圧
を仮にVi (rn)とする.運転スタート時の最初の
立ち上がりオン時問幅W1は立ち上がりオン時問幅制御
回路14に予めブリセットされた値が選択される.そし
て、その1回目の電源闇[(第4図の4合はブリッジ3
で全波l1流しているから、120Hzか100H2で
ある)中のアノード電流の平均値データが、2次電源帰
還手段111からVi (1)として比較回路15に入
力される.それが,出力設定回路109からの入力直流
電圧(■.とする)よりも小さいならば、次の立ち上が
りオン時問幅W1は、前よりも大きい値を立ち上がりオ
ン時間幅Il御回路14が選択する.逆にVi (n)
が■。よりも大きいならば、その次のW1としては直前
のW1よりも小さい値が選択される.すなわち、電源周
期瘍に1回,比較回[15からの信号を立ち上がりオン
時間#4f#s御回路14が読取って、その結果を次の
1i源周期の立ち上がりオン時問幅に反映させる.31
16図を参照して,入力電圧V i ( ri )が出
力設定回路109からの基準となる直流電圧■.未満で
あるとき,その比較回路15の出力は破線l3で示すよ
うにハイレベルであり、前記基準電圧■。以上であると
き、その出力はローレベルとなる,時刻tl,t2は、
比較回路】5の出力を制御回路14で読取るタイミング
時刻を示すユマグネトロン駆動用変圧器104のコア温
度が」一拝すると、パワーロスが増えてVi(n)が低
Fし、その結果、大きいW1が選択されるようになる. マグネトロン駆動用変圧器104の1次巻線117と相
似な電圧出力を補巻線120!l−ら電圧帰還手段10
6へ取り込む.マグネトロンM1のオフ位相(フライバ
ック位相》の検知電圧を、抵抗22.23.26とクラ
ンアダイオード24.25により、接地電位を基準にし
た+Vc以下のパルス信号にして同期回路10へ入力す
る.コンデンサ27はノイズ除去用である.同じ′フラ
イバヤク位相の検知電圧をダイオード28、抵抗29,
32、コンデンサ30、ツエナダイオード31による微
分オフセット回路を介して、半導体スイッチング素子1
05のVce制御信号として比較回路16へ入力する.
同時に、抵抗33.34で分圧して過電圧検知回路18
へ入力する.比較回路16は該Vc e@御信号が、抵
抗39.40の分圧く所定の直流電圧)以上になると、
減算信号をオン時問幅制御回路13に出力する.前記微
分オフセット回路のコンデンサ30は、抵抗29よりも
小さいインピーダンスとし、これによって応答性の向上
を図る.ツエナダイオード31は、直流バイアスを作る
働きをする. 上述のように補巻線120からの第7図《1》で示され
る相似電圧を、電圧帰還手段106により低電圧に変換
して比゜較回路16に入力する.比較回路16の第7図
(2)で示される出力電圧はオン時閏幅をコントロール
するブレーキの作用として、オン時間幅制御回路13に
入力される.抵抗39.40による分圧v1よりもVJ
 (20kHz〜100kHzのパルス電圧の集会)の
方が大きくなると、オン時間幅制御回路13はブレーキ
作用として、オン時間幅W1を抑制する.変圧器104
のコア温度が上昇すると、パワーロスが増加してインダ
クタンスが低下するため、Vjは低下し、W1を抑制す
る効果が減少する.マグネトロン駆動用変圧器104の
コア121の温度を検出する温度検出手段122の信号
は、抵抗19により電圧として比較回路17へ入力され
る.該検知電圧は、コア121の温度が異常に上がれば
、抵抗20.21の分圧よりも大きくなり、比較回路1
7は減算信号をオン時閏幅IIIfJ4回路13に出力
する.電源電圧が低い間《電源の谷近傍》は、比較回路
16から減算信号は末だ出力されず、オン時閏幅制御回
路13は前記立ち上がりオン時問幅制御回路14の出力
をオン時間幅W1として採用する.すなわち、W1の時
間幅を、前記同期回路10の同期信号に同期してオン時
間カウンタ12が計時して、パルス発生回路11がオン
時間幅W1のスイッチングパルスを、アイソレートトラ
ンス8を介して、駆動回路107に出力する.パルス発
生回路11の出力がハイレベルになると、半導体スイッ
チング素子105が導通し、ローレベルになると、半導
体スイッチング素子105が非導通になる.電源の谷か
らオン時問幅W1で立ち上がり、半導体スイッチング素
子105のVceが制御レベルに到達すると、電圧帰還
手段106のVce制御信号が増大して、比較回路16
が減算信号を出力する.それを受けてオン時間幅制御回
路13はオン時問幅W1を徐々に減少させ、半導体スイ
ッチング素子105のVceが所定値になるようなオン
パルスをパルス発生回路11が出力する.電圧帰還手段
106の微分オフセヴト回路のコンデンサ30により制
御応答が速く、ツエナダイオード31により第3図のコ
レクタ・エミット閏電圧Vce波形の中央部は少し丸く
膨れ上がる形に制御される. 電源電圧が低下してくると、オン時間幅がW1に戻って
もVceが低下を続けて、比較回路16の減算信号が出
力されなくなり、オン時間幅はW1のままで電源の谷ま
で進む.設定出力が小さい場合は、平均2次電流入力が
低いレベルで比較回路15の出力が反転するので、立ち
上がりオン時閏幅@御回路14は高出力設定の場合より
も狭いオン時閏幅をW1として採用する.それにより第
3図(1》、第3図(2)のように、設定出力に応じて
Vce波形が変化して、電力制御される.立ち上がりオ
ン時閏幅制御回路14では、電源投入時に,予め定める
長いオン時問幅W 1 sを設定し、このとき比較回路
15の出力が、ハイレベルであるとき、すなわち電流帰
還回路111の出力に比べて出力設定回路109の設定
出力が大きいとき、その長い設定時閏W 1 sのまま
にする.比較回路15の出力がローkベルになったとき
、すなわち電流帰還回路111の出力が出力設定回路1
09の設定出力以上になったとき、前記オン時閏幅Wl
sから予め定める一定の値を電源周期で減算するように
制御回路14が動作する.比較回路15の出力が再びハ
イレベルになると、その刺御回路14は演算したオン時
間幅に予め定める値を前記電源周期で加算する. オン時問幅制御回路13は、比較回路16および比較回
路17の出力に応答して、インバータ102の発振周波
数の周期で、オン時間幅を補正する.すなわち立ち上が
りオン時間幅制御回路14によってオン時閏幅が定めら
れ、このとき比較回路16の出力がハイレベルであると
き、すなわち補巻線120の出力電圧が比較的高い一と
き、そのオン時閏幅を短くするなめに、インバータ10
2の発振周波数の周期で、オン時間幅を短く設定し、こ
れによって比較回路16の出力はローレベル、すなわち
補巻線120の出力電圧が低下する.比較回路16の出
力がローレベルになると、オン時間幅が増大するように
前記インバータ102の発振周波数の周期で、そのオン
時間幅を増大する.インバータ102が異常発振して半
導体スイッチング素子105のVce(Lたがってマグ
ネトロン駆動用変圧11 04のフライバック電圧》が
異常に増大したのを過電圧検知回路18が検知すると、
瞬時にパルス晃生回路11の出力を停止して、インバー
タ102の発振を停止させる.そして一定時間(たとえ
ばlmsec)体止挟、自動再スタートする.こうして
、半導体スイッチング素子105等の祷成部品の過電圧
破壊を防ぐ.制御回路108の出力によりインバータ1
02のスイッチング動作が開始すると、マグ本トロンM
1のフィラメント端子にヒータ電流が流れてフィラメン
ト温度が上昇し、その後、アノード電流が流れ始め、高
周波加熱装置の庫内にマイクロ波が放射される. ここで、周囲温度環境の変化や、電圧変動やモータの寿
命による冷却の不足等が起こって、コア121の温度が
非常に高くなると、マグ木1・ロン駆動用変圧器104
のパワーロスが増えて、アノード@流が減少し、2次電
流帰還手段111の出力も低下する.それで立ち上がり
オン時問幅制御回路14はどんどん大きなW 1 sを
採用しようとするが、温度検出手段122の検知電圧が
増加するから、比較回路17が減算信号を出力し、オン
時問幅制御回路13の出力するオン時問幅は抑制される
.その結果、オンパルス幅は抑えられて、マグネトロン
駆動用変圧器104の温度上昇も抑制され、熱暴走に陥
るのを防ぐことができる.すなわち、熱暴走により起こ
る、半導体スイッチング票子105の過電流破壊を未然
に防止できる.上記のように、コア温度が上昇すると、
比較回路15.16は抑制効果を持たず、熱暴走へと進
む.そこで,コア温度検出手段122の検出温度を電圧
に変換して比較回路17に入力する.コアのパワーロス
が無視できないほど大きくなる動作温度T1近傍の値T
 1 aで、基準電圧(抵抗20,21で決まる)V2
を超えるように設計する.すると比較回路17が抑制信
号をオン時間幅制御回路13に出力するから、マグネト
ロン駆動用変圧器104の1次側励磁電流が減少して、
その結果、コアの発熱が抑制される. 第8図は比較回路17の動作を示し、温度検出千段12
2の温度に対応する電圧Vkが抵抗2021の分圧され
た基準電圧■2未満であるとき、その出力は破線で示す
ようにローレベルであり、電圧Vkが基準電圧■2以上
であるとき、その比教回路17の出力はハイレベルであ
り、この比較回路17の出力が前述の.ようにオン時問
幅s4御回#l13に与えられる. 上述の実施例によれば、周囲の温度環境の変化や、電源
電圧変動やモータの寿命劣化等による冷却の不足により
、マグネトロン駆動用変圧器のコア温度が上昇しようと
した場合に、所定のスレッシュレベルを決めて、それ以
上にならないようにインバータ出力を抑制してしまう.
そして熱暴走を、さらには半導体スイッチング素子の過
ti破壊を未然に防ぐことができる.これは、従来より
もマグネトロン駆動用変圧器の熱設計の余裕度を小さく
できることを意味しており、同じ出力を得るためには従
来よりもずっと小形の変圧器で、同じ大きさの変圧器な
らば従来よりもずっと高出力の高周妓加熱装置を実現す
ることができるのである. 発明の効果 以上のように本発明によれば、変圧器のコアの温度が]
ユ昇することが防がれるので、その変圧器の巻線f)イ
ンダクタンスの低下を防ぐことができ、イン・バータを
構成する構成要素の熱破壊を未然に確実に防止でき,小
形でありながら従来よりも大出力7′信頼性の高いイン
バータを備える高周波加熱装置を実現することができる
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to the improvement of a high-frequency heating device for performing so-called dielectric heating such as a microwave oven. This invention relates to the improvement of a high-frequency heating device configured to generate high-frequency power using a step-up transformer to drive a high-frequency generating means such as a magnetron. Conventional technology Conventionally, the magnetron drive transformer used in this type of high-frequency heating device uses a so-called power ferrite material, which has low power loss in the high frequency band and high specific resistance. The reason why such a power ferrite material is used is that a high specific resistance is advantageous because it reduces eddy current loss in the core. The power loss in the high frequency band of the ferrite core is expressed by the following equation. P(L)=P(h)+P(e)=(κ(b)*f
1κ(e) * f”) Book B(m) * V(e)
...-<1) However, P(L): bower loss, P(h): hysteresis loss, P(e): eddy current loss, K(h): hysteresis loss constant, K(e): eddy current loss Constant, f: frequency, B(m): magnetic flux density B to the m power (m constant number). V(
e): Effective volume of the core. From this first equation, hysteresis loss is proportional to frequency f, and eddy current loss is proportional to the square of frequency f. It turns out that Therefore, in the case of high-frequency drive, eddy current loss contributes more to power loss than hysteresis loss. Therefore, to reduce eddy current loss, bower ferrite material with high resistivity is used. Bower ferrite material has temperature characteristics as shown in Figure 9. When the operating temperature is low, even if the temperature rises, it is not a problem because the power loss decreases. However, if the operating temperature becomes too high, the magnetic properties of the power ferrite material deteriorate, resulting in increased power loss. That is, the operating temperature is at the temperature TI in FIG. 9 (for example, 130
℃), power loss continues to increase as the temperature rises, and the core temperature continues to rise. When entering such a thermal cycle, the core temperature instantly exceeds the Curie point and the magnetic permeability decreases dramatically. The inductance of the transformer winding is L=μ*r*a”*11”*a −(
2) Where, μ: magnetic permeability, π: pi, a: distance from the magnetic core to the winding, n: number of turns per unit length, α: Nagaoka coefficient. As expressed by Conventionally, the core size and
The safety design included large margins for winding diameter, cooling conditions, etc. Therefore, the size of the transformer is large and a large cooling fan must be installed to lower the operating temperature, which naturally makes it extremely difficult to create an inverter-type high-frequency heating device with high output (with large self-heating). Met. Problems to be Solved by the Invention An object of the present invention is to suppress the temperature rise in the core of a transformer,
It is an object of the present invention to provide a high-frequency heating device that prevents a decrease in the inductance of the winding of the transformer, thereby reliably preventing thermal destruction of the components of the inverter. Means for Solving the Problems The present invention comprises: a rectifier and smoothing circuit that rectifies and smoothes commercial AC power to obtain DC power; a l&frequency generating means; and a circuit that is energized by the DC power of the rectifier and smoother circuit to generate high-frequency power. an inverter that boosts the high frequency power of the inverter and supplies it to the high frequency generation means; a temperature detection means that detects the temperature of the core of the transformer; , the lowest temperature T at which the power losses of the transformer increase with increasing temperature of its core.
This is a high-frequency heating device characterized by including means for controlling the output of the inverter by $1 so that the temperature is below a predetermined temperature around l. According to the present invention, the temperature of the core of the transformer constituting a part of the inverter is detected by the temperature detection means, and as the temperature of the core increases, the temperature of the core and therefore the transformer increases. The output of the inverter is controlled by the vsm means so that it is below a predetermined temperature near the lowest temperature Tl at which the power loss increases. Therefore, the temperature of the core is suppressed to the predetermined temperature range, thereby preventing the inductance of the transformer winding from decreasing. This prevents excessive current from flowing through the components that make up the inverter, such as the semiconductor switching elements connected to the inverter's resonant circuit, thereby reliably preventing thermal damage. The predetermined temperature may be a temperature at which the minimum temperature T1 has not yet been reached, or may be a value equal to or higher than the minimum temperature T1 near the minimum temperature Tl. This makes it possible to create a compact high-frequency heating device with an inverter that has higher output and higher reliability than conventional devices. Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
The power from the commercial AC power supply 100 is supplied to the rectifier and smoothing circuit 101.
After being rectified by , it is smoothed and DC power is obtained. The inverter 102 includes a step-up transformer 104 for driving the magnetron M1, which is a high-frequency generating means,
A resonant capacitor 103 is connected in parallel to the primary winding ml17, and a semiconductor switching element 105 realized by a transistor or the like is connected in series to the transformer 104.
is connected. Primary winding 117 and resonant capacitor 103
may be connected in series to form a resonant circuit. The drive circuit 8107 drives the semiconductor switching element 105. The control circuit 108 is the output setting circuit 1
09, a signal representing the current corresponding to the output of the magnetron M1 from the secondary current feedback means 111 that detects the current in the secondary winding 119 of the transformer 104 that drives the magnetron M1, and the signal representing the current corresponding to the output of the magnetron M1. A signal from the voltage return means 106 to which the output of the auxiliary winding 120 of the transformer 104 is given, and a signal from the temperature detection stage 122 fixed directly to the core 121 of the transformer 104 or provided in the vicinity of the core 121. The width of the pulse given to the drive circuit 107 is controlled in response to the signal. Drive circuit 1 that drives magnetron M1
10 doubles and rectifies the output of the secondary winding 119 of the transformer 104, and includes a capacitor 112 and a high voltage diode 113. The heater winding 118 of the transformer 104 is connected to the filament terminal of the magnetron M1, and capacitors 115 and 116 for preventing radio wave leakage noise are connected between the filament terminal and the anode. In this way, the magnetron circuit 114 is constructed.When the magnetron M1 is in steady oscillation, the anode and cathode positions of the five magnetrons M1 are constant, so the output is constant Ili! I! If you try to
Anode current, i.e. secondary winding 119 of transformer 104
It is sufficient to control the current by a constant m. an input from the voltage output means 106, a setting input from the output setting circuit 109, and 2
Input from next current feedback means 111 and temperature detection means 12
2, the control circuit 108 provides the drive signal shown in FIG. 2(1) to the drive circuit 107. Based on the input from the output setting circuit 109 and the secondary current feedback means 111 (comparison of the output setting value of the immediately preceding power cycle and the average secondary current), the control circuit 108 determines the rise-on time width W1, Outputs an on signal. Then, the semiconductor switching element 105 becomes conductive, and the second r:l(2)
The collector current indicated by the broken line l1 in the middle is supplied to the primary winding 117 of the transformer 104. When the fl41M circuit 108 outputs an off signal, the semiconductor switching element 105 becomes non-conductive, and the resonant capacitor 103 and the primary winding 1
17 constitute a resonant circuit, and a resonant voltage appears in the collector voltage of the semiconductor switching element 105, which is a transistor, as shown by the solid line I2 in FIG. 2(2). That is, the collector of the transistor, which is the semiconductor switching element 105, is connected to the connection point between the primary winding 117 and the capacitor 103, and its emitter is grounded. In FIG. 2(1), the period W2 at which the semiconductor switching element 105 shuts off is a substantially constant value depending on the resonant frequency of the inverter 102, and the leading *fmW1 controls the output of the magnetron M1. Changed for. The inverter 102 has a frequency of 20kHz to 100K
It operates at a frequency of about Hz, and as shown in Figure 3, it operates at a frequency of about 50Hz.
The collector voltage waveform of the semiconductor switching element 105 is shown at a power supply cycle of 2 or 60 Hz. In the case of high output as shown in Fig. 3 (1), the area near the valley of the power supply voltage rises with a wide ON closing width, and both! When the voltage feedback means 106 detects that the voltage has reached a predetermined value, the control circuit 108 sequentially decreases and increases the on-time width, and adjusts the on-time width so that the collector voltage waveform becomes flat at the peak of the power supply voltage. control. Then, when the power supply voltage decreases, the collector voltage does not rise to the specified value even with a wide on-time width, and the wide on-time width continues until the valley. This maximum on-time width varies depending on the output setting value, and the on-time width of the rise at low output (Fig. 3 (2)) is narrower than that at high output. Therefore, even when the power supply voltage reaches a high peak, the collector voltage does not decrease to a predetermined value, and the control circuit 108 only outputs ON signals with the same ON time width. The off time width is determined by the resonance capacitor 103 and the primary winding. It is determined by the resonance frequency of the line 117 and is approximately constant.
! ). Voltage feedback 1,000 steps indicates that the resonant voltage has fallen.
When detected by the signal from 06 (synchronous detection), the control circuit 1
08 determines that the off time has ended and outputs the next on signal. The upper limit value of the resonant voltage mentioned above is a value that is determined by the design of the component 1g of the inverter 102 (mainly the rating of the live conductor switching f: part 105), and the larger the upper limit value is, the higher the output can be obtained. It is. Furthermore, even under the same upper limit value, the wider the on-time width of the rising edge, the faster the resonance voltage rises, the larger the output power, and the higher the output. When the semiconductor switching element 105 turns non-conducting, the magnetron drive transformer 104
The next winding 119 is the magnetron drive circuit 1. The capacitor 112
Charge. Then, when the semiconductor switching element 105 is reversed to conduction, the output voltage of the secondary winding 119 is reversed, and the positive voltage of the magnetron M1 is reversed. A high voltage is applied to the anode (anode), and the charge stored in the capacitor 112 is released as an anode current. Heater winding 1 of transformer 104
18 generates an alternating current voltage in synchronization with the switching operation of the semiconductor switching element 105, and supplies power to the filament terminal of the magnetron M1. The leakage inductance of the secondary winding 119 suppresses the peak value of the anode current, but the wider the on-state leap width of the control circuit 108, the greater the resonance energy, and a high voltage higher than the emission voltage (oscillation voltage) of the magnetron M1 is applied. Since the conduction time is expanded, the effective value of the anode current increases. Therefore, the heating output power of the fourth magnetron M1 with the larger output setting value also becomes larger. However, if insufficient cooling occurs due to changes in the ambient temperature environment, voltage fluctuations, or the life of the motor, the temperature of the core 121 becomes extremely high, increasing power loss in the transformer 104, resulting in insufficient output. , secondary current feedback means 11
1 decreases, the control circuit 108 tries to give the semiconductor switching element 105 an increasingly wider on-time width. However, the temperature detection stage 122 provided directly on or near the core 121 detects that the temperature of the core 121 is at a predetermined level! When it is detected that the temperature exceeds (temperature Tl in FIG. 9 or a predetermined temperature T 1 a in the vicinity thereof), a suppressing sl signal is given to the @control circuit 108, and the control circuit 108 reduces the leap width at the time of ON. Let. This suppresses heat generation in the magnetron drive transformer 104, prevents thermal runaway, and prevents thermal destruction of the live conductor switching element 105, although the heating output decreases. It goes without saying that a failure alarm or display is issued based on the output of the temperature detector 122, which allows the user to immediately take repair measures to eliminate the cause of the temperature rise. In this way, a highly reliable high-frequency heating device can be constructed. The present invention will be described in detail below based on the embodiment shown in FIG. 4, which shows a more specific l'lI. Note that this invention is not limited by this. FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment in which the secondary winding 119 of the transformer 104 is configured to have leakage inductance. Functional parts that are the same as those in Figure 1 are given the same numbers and explained. A rectifying and smoothing circuit 10 is connected to a commercial power supply 100 via a switch 2.
1 is connected. The 11th flow smoothing circuit 101 is constructed by connecting a choke coil 4 and a smoothing capacitor 5.6 to the output terminal of the rectifier bridge 3. A parallel resonant circuit consisting of the primary winding 117 of the magnetron driving transformer 104 and the resonant capacitor 103 is connected to the DC output terminal of the Il current smoothing circuit 101, and the primary winding 11 of the transformer 104 is
7 and the semiconductor switching element 105 are connected, and the damper diode 7 is connected to the semiconductor switching element 10.
It is connected in reverse to the collector-emitter connection of 5. A magnetron drive circuit 110 that drives the magnetron M1 is composed of a capacitor 112 that doubles the output of the high voltage secondary winding 119 of the transformer 104 by a half-wave voltage, and a high voltage diode 113. This high-voltage secondary winding 119 has a leakage inductance of 2, and has a choke effect on the secondary current. The heater winding 118 of the transformer 104 is a magnetron M]
It is connected to the filament terminal of #. Furthermore, capacitors 115 and 116 for preventing radio wave leakage noise are built in between the filament terminal and the anode of the Magnetoron M1. @The control circuit 108 creates a DC power supply (+Vc=+5V) with the DC power supply circuit 9 and connects the semiconductor switching element 1.
In order to perform high-frequency switching of 05, an on-off pulse signal is generated by the pulse generation circuit l1, and outputted to the drive circuit 107 by the isolation transformer 8. The ground potential of the DC voltage circuit 9 is the same as the anode potential of the magnetron M1. Secondary winding 119 of transformer 104
is connected to the secondary current feedback stage 111. The anode current corresponding to the output C of the magnetron M1 is detected by the voltage across the resistor 35. Referring to FIG. 5, the synchronous circuit 10 described later is shown in FIG. 5(1).
A synchronizing signal shown by is given to the pulse generation circuit 11 and the on-time counter 12. The on-time power counter 12 responds to the signal from the on-time width control circuit 13 and outputs the synchronous circuit 10.
When receiving the pulse f,t L, the predetermined time W1
Finally, the off-pulse shown in Figure 5 (2) is derived. In this way, the pulse generating circuit 11 is configured as shown in FIG. 5(3).
Derive a pulse with on-time W1 as shown in .
The off time W2 is a value determined by the resonance frequency of the primary winding 117 of the transformer 104 and the capacitor 103, as described above. When ON, E W only 1, transistor 10
5 is conductive. Only the phase in which the t current flows to the anode of the magnetron M1 is inputted to the diode 36, smoothed by the resistor 3"l and the capacitor 38, and the average value of the anode current is input to the comparison circuit 1.
Enter 5. The rise-on time width control circuit 14 determines the rise-on time IWI of the swiss-pulse according to the output of the comparison circuit 15 which compares the value with the input from the output setting circuit 109. The anode current of Magmotoron M1 is 20kHz to 100kHz.
k}{z is turned on and off, but the secondary current feedback means 111 uses the time constant of the resistor 37 and capacitor 38,
It is converted into a DC voltage and input to the comparator circuit 15. Let us assume that the input voltage is Vi (rn). A value preset in the rising on time width control circuit 14 is selected as the initial rising on time width W1 at the start of operation. Then, the first power blackout [(4th station in Figure 4 is bridge 3
The average value data of the anode current (120 Hz or 100 H2 since the full wave l1 is flowing at 1) is input from the secondary power supply feedback means 111 to the comparator circuit 15 as Vi (1). If it is smaller than the input DC voltage (denoted as ■.) from the output setting circuit 109, the next rising on time width W1 is set to a value larger than the previous one by the rising on time width Il control circuit 14. do. On the contrary, Vi (n)
But ■. , a value smaller than the previous W1 is selected as the next W1. That is, once every power cycle interval, the signal from the comparison circuit [15 is read by the rising on time #4f#s control circuit 14, and the result is reflected in the rising on time width of the next 1i power cycle. 31
16, the input voltage V i (ri) is the reference DC voltage from the output setting circuit 109. When the voltage is lower than the reference voltage (2), the output of the comparison circuit 15 is at a high level as shown by the broken line l3, and the reference voltage (2) is at a high level. When the above is the case, the output becomes a low level, and the times tl and t2 are as follows.
When the core temperature of the U-magnetron drive transformer 104, which indicates the timing at which the control circuit 14 reads the output of the comparison circuit 5, increases, power loss increases and Vi(n) becomes low F, resulting in a large W1. will now be selected. The auxiliary winding 120 outputs a voltage similar to the primary winding 117 of the magnetron drive transformer 104! Voltage feedback means 10
Import into 6. The detection voltage of the off phase (flyback phase) of the magnetron M1 is converted into a pulse signal of +Vc or less with reference to the ground potential by resistors 22, 23, 26 and clamper diodes 24, 25 and input to the synchronization circuit 10. The capacitor 27 is for noise removal.The detection voltage of the same 'flyback phase' is connected to the diode 28, the resistor 29,
32, a capacitor 30, and a differential offset circuit including a Zener diode 31.
It is input to the comparator circuit 16 as the Vce control signal of 05.
At the same time, the overvoltage detection circuit 18 is divided by resistors 33 and 34.
Enter. The comparator circuit 16 detects that when the Vc e@ control signal exceeds a predetermined DC voltage divided by the resistor 39.40,
The subtraction signal is output to the on-time width control circuit 13. The capacitor 30 of the differential offset circuit has a smaller impedance than the resistor 29, thereby improving responsiveness. The Zener diode 31 functions to create a DC bias. As mentioned above, the similar voltage shown in FIG. The output voltage shown in FIG. 7(2) of the comparator circuit 16 is input to the on-time width control circuit 13 as a brake action that controls the on-time leap width. VJ than the divided voltage v1 by resistor 39.40
(collection of pulse voltages from 20 kHz to 100 kHz) becomes larger, the on-time width control circuit 13 suppresses the on-time width W1 as a braking action. Transformer 104
As the core temperature increases, power loss increases and inductance decreases, so Vj decreases and the effect of suppressing W1 decreases. A signal from the temperature detection means 122 that detects the temperature of the core 121 of the magnetron drive transformer 104 is input as a voltage to the comparator circuit 17 by a resistor 19. If the temperature of the core 121 rises abnormally, the detected voltage becomes larger than the partial voltage of the resistor 20.21, and the comparison circuit 1
7 outputs the subtraction signal to the leap width IIIfJ4 circuit 13 when on. While the power supply voltage is low (near the valley of the power supply), the comparison circuit 16 does not output the subtraction signal, and the on-time leap width control circuit 13 changes the output of the rising on-time width control circuit 14 to the on-time width W1. Adopted as. That is, the on-time counter 12 measures the time width W1 in synchronization with the synchronization signal of the synchronization circuit 10, and the pulse generation circuit 11 generates a switching pulse with the on-time width W1 through the isolation transformer 8. Output to the drive circuit 107. When the output of the pulse generating circuit 11 becomes high level, the semiconductor switching element 105 becomes conductive, and when the output becomes low level, the semiconductor switching element 105 becomes non-conductive. When the Vce of the semiconductor switching element 105 rises from the valley of the power supply with the on-time width W1 and reaches the control level, the Vce control signal of the voltage feedback means 106 increases, and the Vce control signal of the voltage feedback means 106 increases.
outputs the subtraction signal. In response to this, the on-time width control circuit 13 gradually reduces the on-time width W1, and the pulse generating circuit 11 outputs an on-pulse such that Vce of the semiconductor switching element 105 reaches a predetermined value. The capacitor 30 of the differential off-set circuit of the voltage feedback means 106 provides a quick control response, and the Zener diode 31 controls the center portion of the collector-emitter leap voltage Vce waveform in FIG. 3 to be slightly rounded. When the power supply voltage decreases, even if the on-time width returns to W1, Vce continues to decrease, and the subtraction signal of the comparator circuit 16 is no longer output, and the on-time width remains at W1 and advances to the valley of the power supply. When the set output is small, the output of the comparator circuit 15 is inverted when the average secondary current input is at a low level, so the rising on-time leap width@control circuit 14 sets the on-time leap width W1 narrower than in the case of a high output setting. Adopted as. As a result, as shown in Fig. 3 (1) and Fig. 3 (2), the Vce waveform changes according to the set output, and the power is controlled.In the rise-on leap width control circuit 14, when the power is turned on, A predetermined long on-time width W 1 s is set, and at this time, when the output of the comparison circuit 15 is at a high level, that is, when the set output of the output setting circuit 109 is larger than the output of the current feedback circuit 111, When setting for a long time, leave the leap W 1 s.When the output of the comparator circuit 15 becomes a low k level, that is, the output of the current feedback circuit 111 becomes the output setting circuit 1.
When the output exceeds the set output of 09, the on-time leap width Wl
The control circuit 14 operates to subtract a predetermined constant value from s at the power supply cycle. When the output of the comparison circuit 15 becomes high level again, the stabilization circuit 14 adds a predetermined value to the calculated on-time width at the power supply cycle. The on-time width control circuit 13 corrects the on-time width at the cycle of the oscillation frequency of the inverter 102 in response to the outputs of the comparison circuits 16 and 17. That is, the on-time leap width is determined by the rising on-time width control circuit 14, and when the output of the comparison circuit 16 is at a high level, that is, when the output voltage of the auxiliary winding 120 is relatively high, the on-time leap width is determined by the rising on-time width control circuit 14. Inverter 10 to shorten the width
The on-time width is set short in the period of the oscillation frequency of 2, so that the output of the comparator circuit 16 is at a low level, that is, the output voltage of the auxiliary winding 120 is reduced. When the output of the comparison circuit 16 becomes low level, the on-time width is increased at the cycle of the oscillation frequency of the inverter 102 so that the on-time width increases. When the overvoltage detection circuit 18 detects that the inverter 102 oscillates abnormally and the Vce of the semiconductor switching element 105 (L, therefore, the flyback voltage of the magnetron drive transformer 1104) increases abnormally.
The output of the pulse generation circuit 11 is stopped instantly, and the oscillation of the inverter 102 is stopped. Then, the body is stopped for a certain period of time (for example, lmsec) and restarted automatically. In this way, overvoltage damage to components such as the semiconductor switching element 105 is prevented. Inverter 1 is controlled by the output of control circuit 108.
When the switching operation of 02 starts, the magmotoron M
A heater current flows through the first filament terminal, raising the filament temperature, and then an anode current begins to flow, and microwaves are radiated into the chamber of the high-frequency heating device. Here, if the temperature of the core 121 becomes extremely high due to changes in the ambient temperature environment, voltage fluctuations, insufficient cooling due to the life of the motor, etc.
The power loss increases, the anode current decreases, and the output of the secondary current feedback means 111 also decreases. Therefore, the rising ON time width control circuit 14 tries to adopt a larger W 1 s, but since the detection voltage of the temperature detection means 122 increases, the comparison circuit 17 outputs a subtraction signal, and the ON time width control circuit The ON time range output by 13 is suppressed. As a result, the on-pulse width is suppressed, the temperature rise of the magnetron drive transformer 104 is also suppressed, and thermal runaway can be prevented. That is, overcurrent damage to the semiconductor switching element 105 caused by thermal runaway can be prevented. As mentioned above, when the core temperature increases,
Comparison circuits 15 and 16 have no suppressing effect and proceed to thermal runaway. Therefore, the temperature detected by the core temperature detection means 122 is converted into a voltage and input to the comparison circuit 17. A value T near the operating temperature T1 at which the power loss of the core becomes so large that it cannot be ignored.
1 a, reference voltage (determined by resistors 20 and 21) V2
Design to exceed. Then, the comparator circuit 17 outputs a suppression signal to the on-time width control circuit 13, so the primary side excitation current of the magnetron drive transformer 104 decreases.
As a result, heat generation in the core is suppressed. FIG. 8 shows the operation of the comparison circuit 17, and shows the temperature detection stage 12.
When the voltage Vk corresponding to the temperature of 2 is less than the divided reference voltage 2 of the resistor 2021, the output is at a low level as shown by the broken line, and when the voltage Vk is equal to or higher than the reference voltage 2, The output of the Hikyo circuit 17 is at a high level, and the output of this comparison circuit 17 is the same as the above-mentioned. The on-time question width s4 is given to #l13 as follows. According to the embodiment described above, when the core temperature of the magnetron drive transformer is about to rise due to changes in the ambient temperature environment, power supply voltage fluctuations, deterioration of motor life, etc., the core temperature of the magnetron drive transformer increases. A level is determined and the inverter output is suppressed to prevent it from exceeding that level.
Moreover, it is possible to prevent thermal runaway and furthermore, damage to semiconductor switching elements due to excessive Ti. This means that the thermal design margin of the magnetron drive transformer can be made smaller than before, and in order to obtain the same output, a much smaller transformer is required than before, and if the same size transformer is used. This makes it possible to realize a high-temperature heating device with much higher output than conventional methods. Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the temperature of the transformer core is
This prevents the winding inductance of the transformer from decreasing, making it possible to reliably prevent thermal damage to the components that make up the inverter. It is possible to realize a high-frequency heating device equipped with an inverter with a higher output and higher reliability than conventional ones.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2口は制御
回路108の動作を説明するための波形図、第3[7I
は半導体スイッチング素子105のコレクタ電圧波形を
示す図、第4図は本発明の一実施例の具体的な構成を示
すブロック図、第5図は制御回W8108の基本的な動
作を説明するための波形図、第6図は比較回路15の動
作を説明するための図、第7図は比較回路16の動作を
説明するための図、第8図は比較回路17の動作を説明
するための図、第9図は変圧器104のコア12lを構
成するバワーフエライト材の温度特性を示すグラフであ
る. 100・・・商用電源、101・・・整流・平滑回路、
102・・・イン′バータ、103・・・共振コンデン
′サ、104・・・マグネトロン駆動用変圧器、105
・・崖,導体スイッチング素子.106・・・電・圧帰
還4段,107・・・駆動回路、108・・・III御
回路、109・・・出力設定回路、110・・・マグネ
トロン駆動回路、111,・.2次電流帰還手段、11
2・・・コンデンサ、113・・・高圧ダイオード、1
15,1..16・・・マグネトロン内蔵電波漏洩防止
コンデンサ、121・・変圧器104のコア、122・
・・温度検出手段、M1・・・マグネトロン 代理人  弁理士 西教 圭一郎 第 図 第 図 第 図 第 図 箪 図 蒔間 涛間 第 図
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, the second part is a waveform diagram for explaining the operation of the control circuit 108, and the third part is a waveform diagram for explaining the operation of the control circuit 108.
is a diagram showing the collector voltage waveform of the semiconductor switching element 105, FIG. 4 is a block diagram showing a specific configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram for explaining the basic operation of the control circuit W8108. Waveform diagrams, FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the comparison circuit 15, FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the comparison circuit 16, and FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the comparison circuit 17. , FIG. 9 is a graph showing the temperature characteristics of the bower ferrite material that constitutes the core 12l of the transformer 104. 100... commercial power supply, 101... rectifier/smoothing circuit,
102... In'verter, 103... Resonant capacitor, 104... Magnetron drive transformer, 105
... Cliff, conductor switching element. 106... Four stages of voltage/voltage feedback, 107... Drive circuit, 108... III control circuit, 109... Output setting circuit, 110... Magnetron drive circuit, 111, . Secondary current feedback means, 11
2... Capacitor, 113... High voltage diode, 1
15,1. .. 16... Radio wave leakage prevention capacitor with built-in magnetron, 121... Core of transformer 104, 122...
...Temperature detection means, M1... Magnetron agent Patent attorney Keiichiro Nishikyo

Claims (1)

【特許請求の範囲】 商用交流電力を整流および平滑して直流電力を得る整流
平滑回路と、 高周波発生手段と、 整流平滑回路の直流電力によって付勢され、高周波電力
を発生するインバータと、 インバータの高周波電力を昇圧して高周波発生手段に与
える変圧器と、 変圧器のコアの温度を検出する温度検出手段と、温度検
出手段の出力に応答し、コアの温度が、そのコアの温度
の上昇に伴って変圧器の電力損失が増大する最低温度T
1付近の予め定める温度未満となるように、インバータ
の出力を制御する手段とを含むことを特徴とする高周波
加熱装置。
[Claims] A rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes commercial AC power to obtain DC power; a high-frequency generating means; an inverter that is energized by the DC power of the rectifying and smoothing circuit to generate high-frequency power; A transformer that boosts high frequency power and supplies it to the high frequency generation means; a temperature detection means that detects the temperature of the core of the transformer; The minimum temperature T at which the power loss of the transformer increases accordingly.
and means for controlling the output of the inverter so that the temperature is below a predetermined temperature around 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6737621B2 (en) * 2002-07-02 2004-05-18 Samsung Electronics Co., Ltd Microwave oven and high voltage control circuit of the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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