JPH0357192A - 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、いわゆるインバータ回路を備えた高周波加熱
装置の出力制御に関するものである。

従来の技術 以下、従来の技術を図面をもとにして説明する。

第６図は、従来の高周波加熱装置の回路図である．同図
において、商用電源１４は、整流器１５で直流に変換さ
れ、コンデンサｌ２とインダクタ１３の並列共振回路と
トランジスタｌ１とトランジスタ１１を制御する制御回
路９から戒るインバータ回路に印加される．インバータ
回路は、トランジスタ１１のスイッチングにより直流を
前記並列共振回路で決定される周波数の交流に変換し出
力する。前記イ／バータ回路の出力は、昇圧トランス６
で界圧され高電圧を発生する。前記高電圧は、コンデン
サ３と、ダイオード１から或る半波倍電圧整流回路で直
流高電圧に変換されマグネトロン４に印加される．マグ
ネトロンはマイクロ波を発生させ、マイクロ波は高周波
加熱装置のオーブンに導かれ、オーブン内の食品などに
照射され加熱調理を行う。

マイクロ波出力の大きさはマグネトロンに流れる電流（
以下、アノード電流と呼ぶ）を検出することにより知る
ことができる。カレントトランスＩＯはアノード電流を
検出する手段として用いられているもので、昇圧トラン
ス６の２次巻線の本体７に接続された一端５に接続され
、カレントトランス１０の出力は整２Ｘ器８で整流され
る。前記整流器８の出力は、制御回路９にフィードバッ
クされ適切なマイクロ波出力を得るようにトランジスタ
１１を制御する， トランジスタ１１のコレクタ電流、電圧の波形図を第７
図（ａｌ　＄よび（ｂ）に示す。インハータ回路は、前
述したようにイングクタｌ３とコンデンサｌ２の並列共
振回路を持っているためコレクタ電圧波形は、同図（ｂ
ｌに示すように正弦波状となる。コレクタ電流には、同
図（ａｌの斜線部分でしめされるテール電流が存在し、
これがトランジスタＵのスイッチングロスとなる。

同図（Ｃ）は、マグネトロン４に印加する高電圧の波形
で、、マグネトロンは発振すると印加電圧が約−４ｋＶ
にクリノプされる特性をもつ．この電圧のことをマグネ
トロンのせん頭陽極定圧と呼ぶ。

同図（ｄｌはフグ不トロンのア，ノード電流波形である
．トランジスタ１ｌが、オンしている期間（Ｔｏｎ）ζ
ごマグ不トロンが発振し、アノー１′電流が流れる、前
記昇圧トランス６や、前記カレントトランス１０などの
磁性部品は、コンデンサＩ２とインダクタｌ３の並列共
振回路で決定される周波数が高い程、小型で低コストな
ものが実現できる。しかしながら、前述したようにトラ
ンジスタ】１には、第７図（ａ）で示されるテール電流
が存在し周波数を高くするとスイ；・チングロスが増大
する。

このスイソチングロスを低減するために第８図に示され
る回路楕或が考えられる。即ち、インバータ回路のコン
デンサｌ２とインダクタ１３を直列に接続し直列共振回
路を形成することにより、第９図（ａｌに示すようにト
ランジスタ１１のコレクタｔ２ｉｔを正弦波状にし、テ
ール電流をなくすることができる．同図のトランジスタ
１１がオンしている期間ｉｏｎ２と、第６図の回路構成
で１・ランジスタｌ１がオンしている期間Ｔｏｎｌ　（
第７図（ａ）〉はＴｏｎｌ＞Ｔｏｎ？”ある。従って、
同一のマイクロ波出力を得るには、第８図の回路構戒で
あれば第６図の回路構戒に比ベア，ノード電流のピーク
値が２倍程度、高くなる。

この状態を表したのが第７図（ｄ）および第９図（ｄ）
である。

マグネトロンの寿命は、アノード電流のピーク値に密接
に関係があり、ピーク値が高い程、寿命が低下する。

従って、第８図に示す回路構或では、マグネトロンの寿
命を著しく低下させる。そこで、コンデンサ１２とイン
ダククｌ３を直列に接続した直列共振回路をもちいたイ
ンバータ回路では、第ｌＯ図に示すように高電圧整流に
ダイオード１、２とコンデンサ３からなる全波整流回路
を用いる方法がある。

発明が解決しようとする課題 マイクロ波出力を制御するためにマグネトロンのアノー
ド電流を検出する手段として用いられるカレントトラン
スの大きさは、それを流れる電流の大きさと、その電流
の周波数で決まる．前記カレントトランスには、０．３
Ａ程度の電流が流れるため大型で値段の高価なものとな
る。従って、前記カレントトランスを小型、低価格化す
るためにそれを流れる＠流の周波数を高くする方法は有
効である。

周波数を高くするには、インバータ回路のコンデンサと
インダクタからなる共振回銘の共振周波数を高くすれば
よい。周波数を高くすると、従来の技術でも述べたよう
にインバータ回路のトランジスタのスイッチングロスが
増大するので，。・インバータ回路のコンデンサとイン
ダクタを直列に接続した直列共振回路を形威する必要が
ある。このため昇圧トランスの高電圧出力を整流するた
めには複数のダイオードとコンデンサからなる全波整流
回路を用いる必要がある． 第ｌＯ図に示すように高圧整流にダイオードｌ、２およ
びコンデンサ３からなる、全波整流回路を用いる場合、
昇圧トランス６の２次巻線の一端５にカレントトランス
ｌＯを第１１図に示すように用いると、２次巻線の一端
５は．高周波加熱装置の本体７に対して−２ｋＶ程度の
高電位となる。従って、カレントトランスＩＯは、充分
な絶縁を行わなければならず、大型で高価なものとなっ
てしまうという課題があった。

課題を解決するための手段 本発明の高周波加熱装置は、昇圧トランスで発生された
高電圧出力を、複数のダイオードとコンデンサを備える
全波整流回路で整流し、前記全波整流回路のなかで高周
波加熱装置本体に接続されているダイオードのカソード
の電流をカレントトランス等の検出手段で検出し、前記
検出出力を前記インバータ回路の制御回路にフィードバ
ノクする構威としたものである． 作用 本発明の高周波加熱装置は、昇圧トランスで発生された
高電圧出力を、複数のダイオードとコンデンサを備える
全波整流回路で整流し、前記全波整流回路のなかで高周
波加熱装置本体に接続されているダイオードのカソード
の電流をカレントトランス等の検出手段で検出すること
により、カレン｝｝ランス等の接続される所の電位は高
周波加熱装置本体、すなわちアース電位となるのでカレ
ントトランス等の絶縁は極めて簡単なものですみ、小型
で低価格の検出手段とすることができる。

前記全波整流回路のダイオードのカソードの電流は、マ
グネトロンのアノード電流と比例関係にあるので、前記
ダイオードのカソードの電流を検出することにより、的
確なマイクロ波出力制御を行う事ができる。

また、インバータ回路はコンデンサとインダクタを直列
に接続した直列共振回路を形威するので、インバータ回
路のトランジスタのスインチングロスを増大することな
く共振周波数を高められ、前記全波整流回路のダイオー
ドのカソードの電流を検出する手段として用いられてい
るカレントトランスを、小型で低価格のものとすること
ができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照して述べる。

第１図は、本発明の一実施例の回路方式を示したもので
ある．同図において、商用電ａ１４は、整流器１５で直
流に変換され、コンデンサｌ２とインダクタ１３の直列
共振回路とトランジスタ１１とトランジスタ１ｌを制御
する制御回路９から成るインバータ回路に印加される．
インバータ回路は、トランジスタ１１のスインチングに
より直流を前記直列共振回路で決定される周波数の交流
に変換し出力する。前記インバータ回路の出力は、昇圧
トランス６で昇圧され高電圧を発生する。前記高電圧は
、コンデンサ３と、ダイオード１、２から或る全波倍電
圧整流回路で直流高電圧に変換されマグネトロン４に印
加される，マグネトロンはマイクロ波を発生させる。

マイクロ波出力の大きさを検出するためのカレント１ラ
ンス１０は、カソードが高周波加熱装置の本体７に接続
されているダイオード２の電流を検出できる位置に挿入
されている。カレントトランス１０の検出出力は整流器
８により直流に変換されインバータ回路の制御回路９に
フィードバックされる． 第２図は、カレントトランスｌＯの出力を整流器８で整
流した検知電圧と、マイクロ波出との関係を示したもの
で両者は比例関係にある。従ってダイオード２の電流を
検出しインバータ回路の制御回路９にフィードバックす
る１：とにより適切なマイクロ波出力を得るようにトラ
ンジスタ１１を制御することができる。

マグネトロンは第３図に示すように、マイクロ波出力の
増大とともにマグネトロンの温度が上昇する． マグネトロンの温度が上昇すると、第４図に示すように
マグネトロンのせん頭陽極電圧Ｅｂｍが減少する． せん頭陽極電圧Ｅｂｍが減少するとダイオード２を流れ
る電流は増加する傾向にあり、従ってカレントトランス
１０の出力を整流器８で整流した検知電圧は第５図に示
すように、マグネトロンの温度の上昇とともに増加する
， 検知電圧の増加にともない、制御回路９はマイクロ波出
力を一定にするようにトランジスタを制御するため、結
果としてマイクロ波出力を下げようとする。

このためマイクロ波出力が下がりマグネトロンの温度が
低下し、せん頭陽ＶｉＡ電圧が上昇し、ダイオード２を
漬れる電流が減少し、カレントトランスｌＯの出力を整
流器８で整流した検知電圧が減少し、その結果、制御回
路９はマイクロ波出力を増加させるようにトランジスタ
１１を制御する。このようなフィードバック効果により
、マイクロ波出力を、任意の出力で安定させることがで
きる。

一方、第１図のカレントトランス１０の挿入箇所を同図
の他のカレントトランス挿入箇所１６にすることも考え
られる。しかしながら、他のカレントトランス挿入箇所
１６にカレン１−トランス１０を挿入した場合、マグネ
トロンの温度が上昇すると、第４図Ｃこ示すようにマグ
スＦ・ロンのせん頭陽極電圧Ｅｂｍ′ｈ＜ｉ少するが、
カレントトランス１０の出力を整流器８で整流した検知
電圧は、マグネトロンの温度の上昇とともに低下する傾
向にある．従って、制御回路９はマイクロ波出力が減少
したと判断し２、さらにマイクロ波出力を増加させよう
とトランジスタ１１を制御する。その結果、さらＧこマ
グネトロンの温度は上昇し、ついにはマグ不トロンを破
壊するに至る。このため、カレントトランスＩＯの挿入
箇所を第１図の他のカレントトランス挿入箇所１６にす
ることは、好ましくない。

発明の効果 本発明の高周波加熱装置は、バッテリーまたは商用電源
などを整流して得られる直流電源と、前記直流電源を高
周波数の電源に変換するトランジスタ等の半導体スイノ
チング素子、コンデンサ、インダクタから成る直列共振
回路、．および前記半導体スイソチング素子を制御する
制御回路を備えるインバータ回路と　前記インバータ回
路の出力を昇圧する昇圧トランスと、前記昇圧トランス
の出力を整演ずるダイオードとコンデンサを備える全波
整流回路と．２前記全波整流回路に接続されマイクロ波
を発住するマグネトロンと、前記全波整流回路のカソー
ドが高周波加熱装置本体、すなわちアースに接続された
ダイオー・ドに流れるｉｉ流を検出するカレン１−トラ
ンスなどの検出手段とを備え、前記検出手段の検出出力
を前記インバータ回路の制御回路にフィードバックする
構戒とすることにより、前記全波整流回路のダイオード
に流れる電流を検出する力１／ントトランスなどの検出
手段を、小型で低コストのものにでき、かつ、前記マグ
ネトロンが発生するマイクロ波出力を、確実に制御でき
るという効果を有するものである．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における高周波加熱装置の回
路構成を示す回路図、第２図は同装置のマイクロ波出力
と金波整流回路のダイオードに流れる電流を検出するカ
レントトランスによる検知電圧との関係を示す図、第３
図はマイクロ波出力とマグネトロンの温度の関係を示す
図、第４図はマグネトロンの温度とマグネトロンのせん
頭陽極電圧との関係を示す図、第５図は本発明の高周波
加熱装置のマグネトロンの温度と金波整流回路のダイオ
ードに流れる電流を検出するカレントトランスによる検
知電圧との関係を示す図、第６図は従来の高周波加熱装
置の回路Ｉ＃Ｉ威を示す回路図、第７図は第６図に示さ
れる従来の高周波加熱装置の回路の各部の電圧、電流を
示す波形図、第Ｒ図はインバータ回路のコンデンザ、イ
ンダクタを直列接続した直列共振回路をもつ高周波加熱
装置の回路構成を示す回路図、第９図は第８図に示され
る高周波加熱装置の回路の各部の電圧、電流を示す波形
図、第ｌΩ図はインバーク回路のコンデンサ、インダク
タを直列接続した直列共振回路と、高電圧を整流する全
波整流回路をもつ高周波加熱装置の回路構成を示す回路
図、第１１図は第１０図で示される回路図の一部である
全波整流回路部分に、カレントトランスを挿入する箇所
を示す図である。 １．２・・・・・・ダイオード、３・・・・・・コ：／
デンサ、４・・・・・・マグネトロン、６・・・・・・
昇圧トランス、７・・・・・・高周波加熱装置の本体、
９・・・・・・制御回路、１０・・・・・・カレントト
ランス、１１・・・・・・トランジスタ、ｌ２・・・・
・・コンデンサ、１３・・・・・・インダクタ、１４・
・・・・・商用電源．ｌ５・・・・・・整流器．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バッテリーまたは商用電源などを整流して得られる直流
   電源と、前記直流電源を高周波数の電源に変換するトラ
   ンジスタ等の半導体スイッチング素子、コンデンサ、イ
   ンダクタから成る直列共振回路、および前記半導体スイ
   ッチング素子を制御する制御回路を備えるインバータ回
   路と、前記インバータ回路の出力を昇圧する昇圧トラン
   スと、前記昇圧トランスの出力を整流するダイオードと
   コンデンサを備える全波整流回路と、前記全波整流回路
   に接続されマイクロ波を発生するマグネトロンと、前記
   全波整流回路のダイオードに流れる電流を検出する検出
   手段とを備え、前記検出手段の検出出力を前記インバー
   タ回路の制御回路にフィードバックする構成とする高周
   波加熱装置。