JPH0357194A - 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 本発明は高周波加熱装置の改良に関するものであり、特
にインバータ回路を用いて出力を可変制御する高周波加
熱装置に関する． 従来の技術 従来、マグネトロンを用いた高周波加熱装置の出力を変
化させるためには電源を入り切りするオンオフのデエー
ティー制御を行っていた．すなわちほこの種の高周波加
熱装置は第５図の回路図に示すような構戒であった． 第５図において１は商用電源、２はダイオードブリッヂ
であり、単方向電ａ３を構成している．インダクタンス
４およびコンデンサ５はローバスフィルタを構戒しスイ
ッチングによる電源ラインのノイズを逓減する．６はス
イ・ンチング素子、７は制御回路、８は回生用のダイオ
ードである．９は共振用のコンデンサであり、これらで
インバータ［１１ｏを構威していた．１１は昇圧トラン
スであり、その２次ＳＭ１２に発生する出力電圧はコン
デンサｌ３およびダイオード１４．　１５により構成さ
れる倍電圧整流回路によりさらに昇圧されマグネトロン
１６に印加される．ｔ流検出回路１７はマグネトロンの
アノードに流れるｔ流を電圧信号として制御回路７へ伝
える．制御回路７では電流検出回路の出力に応じてスイ
ッチグ素子６のオン、オフ時間比を制御し高周波加熱装
置の出力を所定の値に保つ構成というフィードバック制
御を行っていた．発明が解決しようとする！ＩＲ しかし、このような構戒の出力制御方式では次のような
課題があった． すなわち、マグネトロンのアノード電圧は製造上のばら
つきが生じるため、必ずしも一定ではない．さらに、高
周波加熱装置を動作させるときの温度特性によりアノー
ド電圧は大きく変化する．マグネトロンの高周波出力は
アノード電流とアノード電圧の積にほぼ比例するため、
アノード電流を所定の値に保っている制御方式では高周
波出力が一定しないと言う課題があった．第２図のグラ
フはアノード１！１流を一定に制御した場合のアノード
電圧と高周波出力の関係を示す。一般的にマグネトロン
の温度が上昇すると、アノード電圧が降下するため時間
と共に出力が減少するという出力変化が調理性能に影響
するという５題があった．よって、本発明は７ノード電
圧が変化しても、高周波出力が安定している高周波加熱
装置を実現することを第１の目的としている． 特に、インバータ回路のスイッチング周波数を変化させ
て高周波出力をリニア制御する構成の高周波加熱装置で
は、例えば出力が５００Ｗの時には５０Ｗ程度の出力変
化があってもほとんど影響がないが、低出力の１００Ｗ
の時には変化の影響が大きく、安定した調理性能かえら
れないという課題を有していた．そこで、第２の目的は
低出力でも安定した調理性能かえられる高周波加熱装置
を実現することにある． 課題を解決するための手段 上記の第１の目的を達或するために本発明は、トランジ
スタなどの半導体スイッチ素子とそれを駆動する制御回
路とよりなるインバータ回路と、前記インバータ回路の
出力に接続された昇圧トランスと、前記インバータ回路
に電力を供給する単方向電源と、前記昇圧トランスの出
力により付勢されるマグネトロンと、前記マグネトロン
のアノード［流を検出し前記制御回路に信号を伝える電
流検出回路とを備え、前記制御回路は前記電流検出回路
のフィードバック信号により前記半導体スイッチ素子の
オン、オフ時間比（デューティー比）を変化セしめて前
記マグネトロンの高周波出力をある所定値にするｍ威と
し、前記半導体スイッチ素子のオン、オフ時間比が所定
の値の時の前記アノードｔ流検出回路の信号により、前
記マグネトロンの高周波出力に対するアノード電流検出
回路の値の設定を補償する回路を備えたものである．ま
た、第２の目的を達成するために高周波出力を複数の所
定値に設定可能であり、各所定値毎に、マグネトロンの
高周波出力に対するアノード電流検出回路の値の設定を
補正する回路を備えたものである． 作用 本発明の高周波加熱装置はマグネトロンのアノード電圧
の変化にともない高周波出力が変化するのを補償するた
めに、アノード電圧の基準値よりの変化を、所定のオン
、オフ時間でインバータ回路をスイッチングさせたとき
のアノード電流値で推定する．アノード電流検出回路の
出力信号が基準より小さいときはアノード電圧が基準よ
り大きいと判断し、７ノード電流検出回路の出力信号が
基準より大きいときはアノード電圧が基準より小さいと
判断する．そして、アノード電圧が高いときにはアノー
ド電流を少なくすべく、アノード電圧が低いときは７ノ
ード電流を多くすべく、電流補償をおこなう． また、マグネトロンの高周波出力の設定値が大きいと、
マグネトロンの発熱も大きく、アノード電圧が変化しや
すいので、それを考慮したアノード電流補償を行なう必
要がある．一方、マグネトロンの高周波出力が小さいと
きではアノード電圧の変化が少ないので、アノード電流
補償は異なった係数を使用する。前記のようにアノード
ｉｉ流補償を行うことで、マグネトロンの出力を安定し
て制御することが可能となる． 実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る． 第ｌ図は本発明の高周波加熱装置の電気回路図である．
商用ｔｉ！Ｉ！１Ｂと整流用ダイオードブリッジ１９で
単方向電源２０を構威している．インバータ回路２１は
スイッチング素子２２、それを駆動する制御回路２３１
ｔ流回生用のダイオード２４、共振用のコンデンサ２５
ならびにフィルタを構威するインダクタンス２６とコン
デンサ２７よりなる．インバータ回路の出力を高電圧に
変換する昇圧トランス２８はインバータ回路の出力を受
ける１次巻線、高圧を発生する２次巻線、マグネトロン
のフィラメントに電力を供給する３次巻線とからなる．
２次巻線の電圧はコンデンサ３３と、ダイオード３４．
　３５からなる倍電圧整流回路で昇圧整流されマグネト
ロン３２のアノード、カソード間に印加される． このときアノード電流は抵抗３６を流れる．したがって
、抵抗３６の両端電圧はアノード１ｉ流に比例した値と
なる．この電圧値をアノード電流信号としてアノード検
出回路３７、補償回路３８を通して、オンオフ時間制御
回路にフィードバックして、マグネトロンの高周波出力
を調整している．第２図に制御回路の詳細な横威図を示
す．第２図において、アノード′ｇｌ流信号はオペアン
プ４０で増幅し、補償回路に伝える．補償回路Ａ／Ｄ変
換を備えたマイコンとＤ／Ａ変換回路からなり、補償し
た信号をオンオフ制御回路に伝える．オンオフ制御回路
は補償回路の信号を比較器４ｌでのこぎり波発生回路４
２の信号と比較することではオンオフ信号を発生する．
この信号はホトカップラ−４３絶縁されスイッチング素
子のオンオフ信号４４とな第３図はスイッチング素子２
２のオンオフ時間比Ｄとアノード電流１ａの関係を示す
．ある所定のオンオフ時間比ＤＯのときアノート電圧が
大きいときはアノード電流の値が１２となり、アノート
電圧が小さいときはアノード電流は１１となる．したが
って、所定のオンオフ時間比ＤＯのときのアノード電流
でアノード電圧ｅｂｍの大小が推定可能である．本発明
の高周波加熱装置はアノード電流ｌａで出力の制御をお
こなっているので、上記の方法で検出したアノード電圧
の大小によりアノード電Ｒｌａを補償することで、出力
のより安定化がはかれる． 第４図はアノードｉｌｔ流１ａと高周波出力ＰＯの関係
を示す．アノード電圧が中心値であるときには所定の出
力ＰＩをえるためにはアノード電流を１０’に設定すれ
ばよい．一方、アノード電圧が大きいときは同じ高周波
出力Ｐ１を得るためにはアノード電流を１１’　と小さ
く設定する必要がある．逆にアノード電圧が小さいとき
には１２’　と大きめにする必要がある．この電流補償
を補償回路のマイコンでおこなっている． 一般的にマグネトロンは温度が上昇するとアノード電圧
が降下する．電子レンジ等の高周波加熱装置で連続動作
すると動作中にアノード電圧が変化する．したがって、
アノードｔｖＬを補償する場合は、アノード電圧の降下
をあらかしめ予想し、少し高めにアノード電流を設定し
たほうがよい．ところが、例えば第４図のＰ２のように
低出力の場合はマグネトロンの温度上昇が少なくアノー
ド電圧の変化が少ないので、動作中の変化を補償に考慮
する必要がない．このように出力の値によって、アノー
ド電流補償をかえることで、より正確で安定した出力を
えることができる．したがって、ばらつきの影響が大き
い低出力での調理において、とくに調理性能が向上する
． 発明の効果 以上のように本発明の高周波加熱装置においては、以下
の効果が得られる． （１）　　アノード電圧に応じてアノード電流を補償す
るため出力の安定した高周波加熱装置が実現できる． （２）　　アノード電圧を所定のオンオフ信号をスイッ
チング素子にあたえたときのアノード電流で判定するの
で、アノード電圧検出のための回路が不必要で、アノー
ド電圧のばらつきを補償できる．またさらに、本発明の
高周波加熱装置においては、設定した出力に応して、ア
ノード電流の補償を変えているため、出力の大小によっ
て異なるマグネトロンのアノード電圧の変化を補償する
ことができる．このため、出力が安定し、調理性能の向
上した高周波加熱装置が実現できる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の高周波加熱装置の電気回路
図、第２図は同回路の電流補償部の詳細回路図、第３図
はオンオフ時間とアノード電流の関係を示す図、第４図
はアノード電流と高周波出力の関係を示す図、第５図は
従来例の高周波加熱装直の電気回路図、第６図はアノー
ド電圧と高周波出力の関係を示す図である． ２０・・・・・・単方向電凋、２１・・・・・・インバ
ータ回路、２２・・・・・・半導体スイッチング素子、
２３・・・・・・制御回路、２８・・・・・・界圧トラ
ンス、３２・・・・・・マグトロン、３７・・・・・・
電流検出回路．

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トランジスタなどの半導体スイッチング素子およ
   びこの半導体スイッチング素子を駆動する制御回路とよ
   りなるインバータ回路と、前記インバータ回路の出力に
   接続された昇圧トランスと、前記インバータ回路に電力
   を供給する単方向電源と、前記昇圧トランスの出力によ
   り付勢されるマグネトロンと、前記マグネトロンのアノ
   ード電流を検出し前記制御回路に信号を伝える電流検出
   回路とを備え、前記制御回路は前記電流検出回路のフィ
   ードバック信号により前記半導体スイッチング素子のオ
   ン、オフ時間比（デューティー比）を変化させて前記マ
   グネトロンの高周波出力を所定値にする構成とし、前記
   半導体スイッチング素子のオン、オフ時間比が所定の値
   の時の前記アノード電流検出回路の信号により、前記マ
   グネトロンの高周波出力に対するアノード電流検出回路
   の値の設定を補償する回路を備えた高周波加熱装置。
2. （２）高周波出力を複数の所定値に設定可能であり、各
   所定値毎に、マグネトロンの高周波出力に対するアノー
   ド電流検出回路の値の設定を補正する回路を備えた特許
   請求の範囲第（１）項記載の高周波加熱装置。