JPH02276189A - 高周波加熱方法および装置 - Google Patents
高周波加熱方法および装置Info
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- JPH02276189A JPH02276189A JP1332728A JP33272889A JPH02276189A JP H02276189 A JPH02276189 A JP H02276189A JP 1332728 A JP1332728 A JP 1332728A JP 33272889 A JP33272889 A JP 33272889A JP H02276189 A JPH02276189 A JP H02276189A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 14
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/66—Circuits
- H05B6/666—Safety circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2206/00—Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
- H05B2206/04—Heating using microwaves
- H05B2206/043—Methods or circuits intended to extend the life of the magnetron
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- Electromagnetism (AREA)
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
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。
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、商用電源より周波数の高い交流に変換して変
圧器の軽量化を図ったインバータ電源方式高周波加熱装
置で、電源投入後、マグネトロン発振開始前の短時間、
異常に高い電圧が発生することを防止した装置に関する
。
圧器の軽量化を図ったインバータ電源方式高周波加熱装
置で、電源投入後、マグネトロン発振開始前の短時間、
異常に高い電圧が発生することを防止した装置に関する
。
〔従来の技術〕
マグネトロンにマイクロ波を発生させ、このマイクロ波
出力を用いて誘電加熱を行う高周波加熱装置は、家庭用
調理器として広く使用されているが、この種の用途では
軽量小型であることが重要であるため、近年は商用電源
より周波数の高い交流に変換して昇圧変圧器を軽量小型
化できるインバータ方式電源が用いられるようになって
きた。
出力を用いて誘電加熱を行う高周波加熱装置は、家庭用
調理器として広く使用されているが、この種の用途では
軽量小型であることが重要であるため、近年は商用電源
より周波数の高い交流に変換して昇圧変圧器を軽量小型
化できるインバータ方式電源が用いられるようになって
きた。
インバータ電源では、スイッチング素子の閉路期間を長
くすればマグネトロンの陽極に印加される電圧が高くな
り出力が上昇する。一方、スイッチング素子の閉路期間
は回路定数で定まり略一定である。従って、スイッチン
グ素子の開閉を制御する制御回路で閉路期間の長さを制
御することにより加熱出力の制御を行なうことが出来る
。このように、インバータ方式電源は、軽量小型になる
だけでなく加熱出力の制御も比較的容易に行える。
くすればマグネトロンの陽極に印加される電圧が高くな
り出力が上昇する。一方、スイッチング素子の閉路期間
は回路定数で定まり略一定である。従って、スイッチン
グ素子の開閉を制御する制御回路で閉路期間の長さを制
御することにより加熱出力の制御を行なうことが出来る
。このように、インバータ方式電源は、軽量小型になる
だけでなく加熱出力の制御も比較的容易に行える。
インバータ電源の出力を安定させるために種々のフィー
ドバック制御が行われている。第７図は直流入力電流値
を検出してフィードバック制御を行う方法である。第７
図において、１は整流回路。
ドバック制御が行われている。第７図は直流入力電流値
を検出してフィードバック制御を行う方法である。第７
図において、１は整流回路。
２は昇圧変圧器、３はスイッチング素子、４は共振用コ
ンデンサ、５はマグネトロン、６は高圧コンデンサ、７
はダイオード、８は１次側電流を検出するための検出プ
ローブ、２０は出力制御回路、２１はフィードバック回
路である。第６図は変圧器二次側のマグネトロン陽極電
流を検出してフィードバック制御を行う方式を示す、第
６図において、第１図と同様な部分については同一番号
を付す、９は２次側電流を検出するための検出プローブ
である。実開昭６２−１０７３９７号公報には、マグネ
トロン用昇圧変圧器の二次側から得た信号を、インバー
タ回路のスイッチング素子３の開閉を制御する制御回路
にフィードバックする第５図に示すような回路が開示さ
れているが、これは基本的には第６図に示した方式と同
一原理である。
ンデンサ、５はマグネトロン、６は高圧コンデンサ、７
はダイオード、８は１次側電流を検出するための検出プ
ローブ、２０は出力制御回路、２１はフィードバック回
路である。第６図は変圧器二次側のマグネトロン陽極電
流を検出してフィードバック制御を行う方式を示す、第
６図において、第１図と同様な部分については同一番号
を付す、９は２次側電流を検出するための検出プローブ
である。実開昭６２−１０７３９７号公報には、マグネ
トロン用昇圧変圧器の二次側から得た信号を、インバー
タ回路のスイッチング素子３の開閉を制御する制御回路
にフィードバックする第５図に示すような回路が開示さ
れているが、これは基本的には第６図に示した方式と同
一原理である。
第５図において、第１図と同様な部分については同一番
号を付す、１０は２次側電圧を検出するための電圧プロ
ーブである。
号を付す、１０は２次側電圧を検出するための電圧プロ
ーブである。
上記、第５〜７図に示す方式を用いた従来のインバータ
電源では、マグネトロン５が発振を開始した後では、正
常なフィードバック動作が行われるが、電源投入後マグ
ネトロン５の発振開始前は、昇圧変圧ｓ２の二次側に高
い電圧が発生しているけれども電力すなわち電流の供給
は開始されず、上記従来の方式では必要以上に高い電圧
が発生しても、フィードバック回路２１はそれを抑制し
ないという問題があった。そのために、従来の回路では
、実際にはマグネトロンの発振に必要な電圧の２〜３倍
もの電圧が発生していた。従って、従来はこのような高
電圧に耐えられるように、マグネトロン５、高圧変圧器
２、高圧回路側コンデンサ６、ダイオード７などの何れ
も、高周波加熱出力中の電圧に比べて異常に高い耐電圧
特性を持つように設計しなければならなかった。
電源では、マグネトロン５が発振を開始した後では、正
常なフィードバック動作が行われるが、電源投入後マグ
ネトロン５の発振開始前は、昇圧変圧ｓ２の二次側に高
い電圧が発生しているけれども電力すなわち電流の供給
は開始されず、上記従来の方式では必要以上に高い電圧
が発生しても、フィードバック回路２１はそれを抑制し
ないという問題があった。そのために、従来の回路では
、実際にはマグネトロンの発振に必要な電圧の２〜３倍
もの電圧が発生していた。従って、従来はこのような高
電圧に耐えられるように、マグネトロン５、高圧変圧器
２、高圧回路側コンデンサ６、ダイオード７などの何れ
も、高周波加熱出力中の電圧に比べて異常に高い耐電圧
特性を持つように設計しなければならなかった。
また、電源投入後マグネトロン５の陰極の温度が次第に
上昇し、暫くして例えば３秒後に電子放出を開始したと
き、既に上記のような異常に高い陽極電圧が印加されて
いるため、マグネトロン５の正常発振が妨げられ、瞬間
的に過大な電流が流れることがある。この瞬間的な異常
に大きいパルス電流によって、高圧回路やスイッチング
回路に過大なサージ電圧が生じ、スイッチング素子３、
高圧ダイオード７、高圧変圧器２、更にマグネトロン５
まで破壊されることがある。
上昇し、暫くして例えば３秒後に電子放出を開始したと
き、既に上記のような異常に高い陽極電圧が印加されて
いるため、マグネトロン５の正常発振が妨げられ、瞬間
的に過大な電流が流れることがある。この瞬間的な異常
に大きいパルス電流によって、高圧回路やスイッチング
回路に過大なサージ電圧が生じ、スイッチング素子３、
高圧ダイオード７、高圧変圧器２、更にマグネトロン５
まで破壊されることがある。
本発明は上記のような従来の問題を解決し、電源投入後
マグネトロンの発振開始までの間に異常な高電圧が発生
せず、従って、マグネトロンに陽極電圧を印加する高圧
回路の部品類は、マグネトロンの正常発振時に必要で十
分な程度の耐電圧特性を有していれば差し支えないよう
にしたインバータ電源方式高周波加熱装置を提供するこ
とを目的とする。
マグネトロンの発振開始までの間に異常な高電圧が発生
せず、従って、マグネトロンに陽極電圧を印加する高圧
回路の部品類は、マグネトロンの正常発振時に必要で十
分な程度の耐電圧特性を有していれば差し支えないよう
にしたインバータ電源方式高周波加熱装置を提供するこ
とを目的とする。
上記目的を達成するために本発明においては、インバー
タ電源方式高周波加熱装置において、開閉を繰返すスイ
ッチング回路の閉路期間を、指定されたマグネトロン出
力値に対応して制御する加熱出力制御回路のほかに、ス
イッチング回路の閉路期間を、所定の短時間だけ、所定
の小さい値に制御する初期出力制限回路とを設け、電源
投入後、マグネトロンの陰極加熱特性により定まる所定
の短時間だけ初期出力制御回路によりスイッチング回路
の開閉を制御させて高圧回路に発生する電圧値をマグネ
トロンの正常発振時に印加すべき電圧値程度に制限し、
所定時間経過後は加熱出力制御回路によりスイッチング
回路の開閉を制御させて、マグネトロンの正常発振時に
出力に対応して印加すべき電圧が発生されるようにした
。
タ電源方式高周波加熱装置において、開閉を繰返すスイ
ッチング回路の閉路期間を、指定されたマグネトロン出
力値に対応して制御する加熱出力制御回路のほかに、ス
イッチング回路の閉路期間を、所定の短時間だけ、所定
の小さい値に制御する初期出力制限回路とを設け、電源
投入後、マグネトロンの陰極加熱特性により定まる所定
の短時間だけ初期出力制御回路によりスイッチング回路
の開閉を制御させて高圧回路に発生する電圧値をマグネ
トロンの正常発振時に印加すべき電圧値程度に制限し、
所定時間経過後は加熱出力制御回路によりスイッチング
回路の開閉を制御させて、マグネトロンの正常発振時に
出力に対応して印加すべき電圧が発生されるようにした
。
本発明の方式ではマグネトロンの陰極の温度が、発振す
るのに十分な電子放出を行う温度（定格陰極温度の約８
０％）になるまでは、加熱出力制御回路を切り離し、初
期出力制限回路によりスイッチング回路の閉路期間を制
御させて、高圧回路に発生する電圧値をマグネトロンの
正常発振時に印加すべき電圧値程度に制限する。こうす
ることによって二次側に過大な電圧は生じない、この状
態のままでは、陰極温度が上昇してもマグネトロンは発
振しないので、タイマーなどにより所定時間（陰極が、
発振するのに十分な電子放出を行う温度に到達するのに
要する時間以上）例えば４秒経過後は回路を切換えて、
スイッチング回路の開閉を加熱出力制御回路に制御させ
、スイッチング回路の閉路期間を、マグネトロンに正常
発振状態で所望の出力に対応する陽極電流を流すのに必
要な陽極電圧が発生するように長くする。
るのに十分な電子放出を行う温度（定格陰極温度の約８
０％）になるまでは、加熱出力制御回路を切り離し、初
期出力制限回路によりスイッチング回路の閉路期間を制
御させて、高圧回路に発生する電圧値をマグネトロンの
正常発振時に印加すべき電圧値程度に制限する。こうす
ることによって二次側に過大な電圧は生じない、この状
態のままでは、陰極温度が上昇してもマグネトロンは発
振しないので、タイマーなどにより所定時間（陰極が、
発振するのに十分な電子放出を行う温度に到達するのに
要する時間以上）例えば４秒経過後は回路を切換えて、
スイッチング回路の開閉を加熱出力制御回路に制御させ
、スイッチング回路の閉路期間を、マグネトロンに正常
発振状態で所望の出力に対応する陽極電流を流すのに必
要な陽極電圧が発生するように長くする。
第１図は本発明一実施例の概略回路図である。
第１図〜第３図と同様な部分については同様の数字を付
す、２２は出力制限回路であり、２３はタイマーである
。電源投入時には、スイッチＳ１が閉じ、スイッチＳ２
は開き、スイッチング素子の閉路期間は初期出力制限回
路からの出力制限信号により短く設定される。電源投入
と共にタイマーが作動し、規定時間（５秒を中心に使用
条件により２〜１０秒を選定する）経過後にスイッチＳ
１を開き、スイッチＳ２を閉じ、スイッチング素子閉路
期間の制御を加熱出力制御回路に移す、なお、実際には
スイッチＳ１、Ｓ２は電子回路で構成され、スイッチン
グ素子の開閉を制御する信号電圧（電流）は滑らかに変
化する。
す、２２は出力制限回路であり、２３はタイマーである
。電源投入時には、スイッチＳ１が閉じ、スイッチＳ２
は開き、スイッチング素子の閉路期間は初期出力制限回
路からの出力制限信号により短く設定される。電源投入
と共にタイマーが作動し、規定時間（５秒を中心に使用
条件により２〜１０秒を選定する）経過後にスイッチＳ
１を開き、スイッチＳ２を閉じ、スイッチング素子閉路
期間の制御を加熱出力制御回路に移す、なお、実際には
スイッチＳ１、Ｓ２は電子回路で構成され、スイッチン
グ素子の開閉を制御する信号電圧（電流）は滑らかに変
化する。
本発明による電源投入後の動作特性を従来の方式の場合
と比較して第２図、第３図により説明する。なお、これ
らの図中の符号は、８口：マグネトロンピーク電圧、Ｉ
ｎ：陰極（フィラメント）電流、Ｔ１：陰極（フィラメ
ント）温度、Ｉ−：マグネトロン電流（平均値）である
、第３図は従来方式の場合を示し、電源投入後マグネト
ロン発振開始以前は６１１１１が１３ｋＶもある。ＴＩ
の上昇と共にＩｂが流れて発振状態となり、８口は低下
して４ｋＶ（マグネトロン動作電圧）に下がる。第２図
は本発明による場合を示し、電源投入後マグネトロンの
発振開始以前の６ｋｍの値が４．５ｋＶと低く（それだ
けフィラメント電流も従来方式の場合よりも低くなり、
Ｔｊの上昇も遅くなる）抑えられている０本発明方式を
採用することによって、高電圧部品、変圧器、ダイオー
ド、コンデンサ及びマグネトロンなどに１発振状態にな
ってマイクロ波電力を送出しているときの電圧以上の異
常に高い耐電圧特性を持たせる必要がなくなり、部品単
価の上昇を食い止めることが出来る。
と比較して第２図、第３図により説明する。なお、これ
らの図中の符号は、８口：マグネトロンピーク電圧、Ｉ
ｎ：陰極（フィラメント）電流、Ｔ１：陰極（フィラメ
ント）温度、Ｉ−：マグネトロン電流（平均値）である
、第３図は従来方式の場合を示し、電源投入後マグネト
ロン発振開始以前は６１１１１が１３ｋＶもある。ＴＩ
の上昇と共にＩｂが流れて発振状態となり、８口は低下
して４ｋＶ（マグネトロン動作電圧）に下がる。第２図
は本発明による場合を示し、電源投入後マグネトロンの
発振開始以前の６ｋｍの値が４．５ｋＶと低く（それだ
けフィラメント電流も従来方式の場合よりも低くなり、
Ｔｊの上昇も遅くなる）抑えられている０本発明方式を
採用することによって、高電圧部品、変圧器、ダイオー
ド、コンデンサ及びマグネトロンなどに１発振状態にな
ってマイクロ波電力を送出しているときの電圧以上の異
常に高い耐電圧特性を持たせる必要がなくなり、部品単
価の上昇を食い止めることが出来る。
以上説明したように本発明によれば、高電圧部品の耐電
圧特性を従来の約１７３に下げることができるので、高
圧変圧器、高圧コンデンサ、高圧ダイオード、マグネト
ロン等の部品に非常な高耐電圧特性を持たせる必要はな
くなる。また、従来の方式の場合にマグネトロン陰極の
電子放出特性が立上った時に生じていたマグネトロンの
過電流により発生する高いサージ電圧がなくなり、高圧
部品やスイッチング素子の破壊を防ぐことが可能となっ
たため、信頼性が大幅に向上し−た。
圧特性を従来の約１７３に下げることができるので、高
圧変圧器、高圧コンデンサ、高圧ダイオード、マグネト
ロン等の部品に非常な高耐電圧特性を持たせる必要はな
くなる。また、従来の方式の場合にマグネトロン陰極の
電子放出特性が立上った時に生じていたマグネトロンの
過電流により発生する高いサージ電圧がなくなり、高圧
部品やスイッチング素子の破壊を防ぐことが可能となっ
たため、信頼性が大幅に向上し−た。
第１図は本発明第１実施例の概略回路図、第２図は本発
明による場合の動作特性図、第３図は従来の方式による
場合の動作特性図、第４図は本発明の第２実施例の回路
図、第５図、第６図、第７図は従来の方式を説明する回
路図である。 １・・・整流回路、２・・・昇圧変圧器、３・・・スイ
ッチング素子、４・・・共振コンデンサ、５・・・マグ
ネトロン、６・・・高圧コンデンサ、第１図 ２２・・・出力制御信号 ＴＩＭＥ （ＳＥＣ） ＴＩＭＥ （ＳＥＣ）
明による場合の動作特性図、第３図は従来の方式による
場合の動作特性図、第４図は本発明の第２実施例の回路
図、第５図、第６図、第７図は従来の方式を説明する回
路図である。 １・・・整流回路、２・・・昇圧変圧器、３・・・スイ
ッチング素子、４・・・共振コンデンサ、５・・・マグ
ネトロン、６・・・高圧コンデンサ、第１図 ２２・・・出力制御信号 ＴＩＭＥ （ＳＥＣ） ＴＩＭＥ （ＳＥＣ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、商用電源を整流して得た直流をスイッチング回路で
繰返し開閉して商用交流電源より周波数の高い交流に変
換し、この交流を変圧器に入力して、マグネトロン駆動
用の陽極電圧と陰極加熱電圧を得る高周波加熱方法であ
って、上記開閉を繰返すスイッチング回路の閉路期間を
、指定されたマグネトロン出力値に対応して制御するス
テップと、電源投入後、マグネトロンの陰極加熱特性に
より定まる所定の期間だけ、上記開閉を繰り返すスイッ
チング回路の閉路期間を所定の値に設定するステップを
含む高周波加熱方法。 ２、商用電源を整流して得た直流をスイッチング回路で
繰返し開閉して商用交流電源より周波数の高い交流に変
換し、この交流を変圧器に入力して、マグネトロン駆動
用の陽極電圧と陰極加熱電圧を得るようにした高周波加
熱装置において、上記開閉を繰返すスイッチング回路の
閉路期間を、指定されたマグネトロン出力値に対応して
制御する加熱出力制御回路と、スイッチング回路の閉路
期間を、所定の時間だけ、所定の値に制御する初期出力
制限回路とを設け、電源投入後、マグネトロンの陰極加
熱特性により定まる所定の時間だけ上記初期出力制限回
路によりスイッチング回路の開閉を制御させ、上記所定
時間経過後は上記加熱出力制御回路によりスイッチング
回路の開閉を制御させるようにしたことを特徴とする高
周波加熱装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載の高周波加熱回路にお
いて、上記所定の時間を２〜１０秒としたことを特徴と
する高周波加熱装置。 ４、特許請求の範囲第３項に記載の高周波加熱回路にお
いて、上記初期出力制限回路によって設定される上記開
閉を繰返すスイッチング回路の閉路期間は、上記加熱出
力制御回路によって制御される上記開閉を繰返すスイッ
チング回路の閉路期間よりも小さいことを特徴とする高
周波加熱装置。 ５、特許請求の範囲第２項に記載の高周波加熱回路にお
いて、上記指定されたマグネトロン出力値として、マグ
ネトロンの陽極電流を対応させたことを特徴とする高周
波加熱装置。 ６、特許請求の範囲第２項記載の高周波加熱回路におい
て、上記指定されたマグネトロン出力値としてマグネト
ロンの陽極電圧および陽極電流を対応させたことを特徴
とする高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332728A JPH02276189A (ja) | 1989-01-06 | 1989-12-25 | 高周波加熱方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-309 | 1989-01-06 | ||
| JP30989 | 1989-01-06 | ||
| JP1332728A JPH02276189A (ja) | 1989-01-06 | 1989-12-25 | 高周波加熱方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02276189A true JPH02276189A (ja) | 1990-11-13 |
Family
ID=26333265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1332728A Pending JPH02276189A (ja) | 1989-01-06 | 1989-12-25 | 高周波加熱方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02276189A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6720733B2 (en) | 2001-08-29 | 2004-04-13 | Orc Manufacturing Co., Ltd | Electrodeless lamp system |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP1332728A patent/JPH02276189A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6720733B2 (en) | 2001-08-29 | 2004-04-13 | Orc Manufacturing Co., Ltd | Electrodeless lamp system |
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