JPH04292893A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子レンジなどの高周
波加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の高周波加熱装置は、図９に示すよ
うに、商用電源１から供給された電力を直流電圧に整流
する整流器２、インダクタ３、およびコンデンサ４より
成る整流回路と、コンデンサ５、トランジスタ６、ダイ
オード７、及び昇圧トランス８より成るインバータ回路
と、高圧コンデンサ９、高圧ダイオード１０および１１
より成る高圧整流回路と、高圧整流回路の出力を受けて
高周波電波を発生するマグネトロン１２と、前記トラン
ジスタ６の動作周波数を制御する制御回路１３と、リレ
ー１４を制御すると共にこの制御回路１３に加熱指令を
与える加熱制御部１５等より構成されている。

【０００３】図１０（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、そ
れぞれインバータ回路の入力電圧であるコンデンサ４の
端子電圧Ｖａｃ、トランジスタ６のコレクタ−エミッタ
間電圧Ｖｃｅとその包絡線、及びマグネトロン１２のア
ノード電流Ｉａの包絡線波形である。実際のＩａ波形は
、図のような包絡線を持ち、Ｖｃｅと同様の高周波電流
リップルを持つ波形となるものである。マグネトロン１
２が発振動作をしている期間は、図中に破線で示すよう
に、Ｉａが流れている期間のみであり、Ｖａｃがマグネ
トロン１２のしきい値電圧に相当する電圧以上のときの
みであることを示している。すなわち、高周波加熱装置
の入力端子（すなわち整流器２の交流端子）の入力力率
の低下を防ぐために、コンデンサ４の端子電圧は図１０
（ａ）のような電圧波形とならざるを得ず、このためマ
グネトロン１２は図１０（ｃ）のような間欠的な発振動
作をしていた。一方、トランジスタ６は、図１０（ｂ）
のようにＩａが流れていない期間も動作しており、この
期間はマグネトロン１２にとってはほとんど高周波電波
の発振に寄与しないのにトランジスタ６が無駄に動作す
る構成となっていた。

【０００４】また、一般家庭における商用電源コンセン
トは、１５Ａ定格のものが多く、家庭内の電力配線定格
も２０Ａのものが多いので、電子レンジ等の高周波加熱
機器の最大消費電流は、１３〜１４Ａ程度にしておかざ
るを得なかった。これは屋内配線電流容量が２０Ａであ
っても、炊飯器やトースター等の同時使用される機器が
存在し、この消費電流が６〜７Ａのものが多いためであ
る。

【０００５】したがって、従来の高周波加熱装置は、図
１０（ｃ）に示すように、マグネトロン１２の発振動作
期間が全動作期間の約２分の１程度であり、しかも商用
電源などからの入力電流の制限を受けているため、例え
ば１００ＶのＡＣ電源仕様の機器の場合は、通常その入
力電力が１．２〜１．３ｋＷに制限されていた。したが
って、従来の高周波加熱装置の出力電力は、ほとんどが
最大６００Ｗ程度に制限され、短時間定格で７００Ｗの
ものが可能な最大出力であり、このような電波出力の高
周波加熱装置しか実用に供されていなかった。

【０００６】また、図１１に示すように、商用電源１の
電圧を整流器１６で整流して直流電圧に変換すると共に
、蓄電池１７を設けてスイッチ１８および１９により切
り替えて直流−直流昇圧回路２０に供給し、断続回路２
１を介してマグネトロン１２に電力を供給する構成の高
周波加熱装置が特公昭５６−２１２３７号に記載されて
いる。この高周波加熱装置は、契約電力の小さい家庭で
も電波出力６００Ｗ（入力１２００Ｗ）が得られるよう
にすることを目的としたものであり、装置の非使用時に
約１００Ｖ程度の蓄電池１７にエネルギーを蓄え、使用
時にこの蓄積エネルギーを取り出してマグネトロン１２
を駆動するようにし、上記目的を実現しようとするもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図７に示
した従来の構成では、商用電源からの入力電流の制限を
受けて、それに相当する電波出力しか得ることができず
、高周波加熱装置の高速加熱（高速調理）という特長を
それ以上高めることが困難であった。また、バッテリー
を用いた図８の従来の構成の場合は、相当大きなエネル
ギー蓄積能力を必要とするため、装置全体が大型化、高
価格化し、しかも高圧大電力蓄電池の出力切り替えなど
を必要とするという課題があった。また、整流器１６（
半波整流）により得られた直流電圧と蓄電池１７の出力
電圧とを同時に直流−直流昇圧回路２０に供給すること
も想定できるが、単に両電力を同時に取り出そうとする
と、商用電源１からの入力力率の著しい低下や、両電力
源の内部インピーダンス不整合による不安定動作の発生
等の不都合が生じるという課題があった。また、直流で
１００Ｖ程度の蓄電池を高周波加熱装置に内蔵すること
は長期信頼性を確保するうえで非常に困難であった。 何故ならば、約４５Ｖ程度以上の直流電圧を用いるとい
わゆる電触現象の発生が生じやすくなるばかりでなく、
感電などの事故が発生する危険性が著しく増加するため
である。このような理由により実際上は実現が難かしく
、結果として商用電源等の外部交流電源からの入力電流
の制限を受けざるを得ず、例えば１００Ｖａｃ入力電圧
では、電波出力が６００Ｗ程度に制限されてしまうとい
う課題を解決できなかった。したがって、商用電源など
の外部電源の電流容量に制限されず、より高周波出力が
大きくて高速加熱（調理）を実現でき、しかも構成がコ
ンパクトで軽量な高周波加熱装置を実現することはきわ
めて困難であり、より高速調理が要求される現代の食生
活に適合した高周波加熱装置を実現することができない
という課題があった。

【０００８】本発明は上記課題を解決するもので、大型
化や複雑化あるいは高価格化を防ぎつつ容易に実現でき
、商用電源等の外部交流電源からの入力電流の制限を受
けることなく大きな高周波出力が得られ高周波加熱装置
の特長を著しく向上することができ、しかも高力率性能
で高信頼性を発揮することができ安全性の高い高周波加
熱装置を提供することを目的としたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために以下の構成より成るものである。すなわち、
商用電源、発電機または蓄電池等の外部電源より供給さ
れた電力を変換する電力変換部と、前記電力変換部の出
力を受け高周波電力を加熱室に放射する電波放射部と、
内蔵又は筐体の外壁に設置され、出力電圧が４５Ｖ以下
の蓄電池と、前記蓄電池の出力電圧を昇圧する昇圧部と
、前記電力変換部又は前記昇圧部の少なくとも一方を制
御して被加熱物の加熱状態を調節する加熱制御部を備え
、前記昇圧部の出力と前記外部電源との和電力を前記電
力変換部により変換する構成とし前記被加熱物を電波加
熱する構成としたものである。

【００１０】また、外部電源を交流電源とし、電力変換
部に前記交流電源電圧を全波整流する全波整流手段を設
け、前記全波整流手段の出力電圧と昇圧部の出力電圧と
を並列接続する構成としたものである。

【００１１】さらにこの全波整流手段の出力電圧と昇圧
部の出力電圧とを整流手段を介して並列接続し、前記整
流手段により前記全波整流手段から前記昇圧部側へ電流
が流入するのを防止する構成としたものである。

【００１２】そしてまた、外部電源を交流電源とし、電
力変換部に前記交流電源電圧を全波整流する全波整流手
段を設け、前記全波整流手段の出力電圧と昇圧部の出力
電圧とを直列接続する構成としたものである。

【００１３】さらに、蓄電池を充電する充電手段を設け
、外部電源の電力により前記蓄電池を充電する構成とし
たものである。

【００１４】さらにまた、電力変換部の動作停止時に外
部電源の電力により蓄電池を充電する構成としたもので
ある。

【００１５】そしてさらに、昇圧部を交流電源の瞬時電
圧に応じて制御するよう構成としたものである。

【００１６】そしてまた、外部電源を交流電源とし、昇
圧部の出力を平滑する平滑コンデンサを設け、交流電源
周期に対して十分長い放電時定数となる静電容量のコン
デンサとしたものである。

【００１７】

【作用】本発明は上記構成によって以下に述べるような
作用を果たすものである。

【００１８】すなわち、商用電源、発電機または蓄電池
等の外部電源より供給された電力を変換する電力変換部
と、前記電力変換部の出力を受け高周波電力を加熱室に
放射する電波放射部と、内蔵又は筐体の外壁に設置され
、出力電圧が４５Ｖ以下の蓄電池と、前記蓄電池の出力
電圧を昇圧する昇圧部と、前記電力変換部又は前記昇圧
部の少なくとも一方を制御して被加熱物の加熱状態を調
節する加熱制御部を備え、前記昇圧部の出力と前記外部
電源との和電力を前記電力変換部により変換する構成と
し前記被加熱物を電波加熱する構成とすることにより、
外部電源と蓄電池の両方から同時に電力を電力変換部に
供給しても外部交流電源の力率低下やインピーダンス不
整合による不安定現象等の不都合の発生を防止しつつ外
部交流電源の最大限度の電力迄の利用を可能とし、小型
軽量の蓄電池と外部交流電源の電力との和電力を高整合
性を維持しつつ電力変換し電波放射部からきわめて大き
い電波出力を発生して被加熱物を加熱し、しかも電触等
の不都合が生じず高い信頼性と安全性を発揮するという
作用を果たすものである。

【００１９】また、外部電源を交流電源とし、電力変換
部に前記交流電源電圧を全波整流する全波整流手段を設
け、前記全波整流手段の出力電圧と昇圧部の出力電圧と
を並列接続する構成により、外部交流電源の力率低下や
インピーダンス不整合による不安定現象等の不都合の発
生を防止しつつ外部交流電源の最大限度の電力迄の利用
をきわめて容易に可能とし、蓄電池と外部交流電源の電
力との和電力を容易に高整合性を維持しつつ電力変換部
に供給する作用を果たすものである。

【００２０】さらに全波整流手段の出力電圧と昇圧部の
出力電圧とを整流手段を介して並列接続し、前記整流手
段により前記全波整流手段から前記昇圧部側へ電流が流
入するのを防止する構成とすることにより、蓄電池への
過大電流による充電を防止し、蓄電池の過熱や爆発ある
いは寿命低下を防止する作用を果たすものである。

【００２１】そしてまた、外部電源を交流電源とし、電
力変換部に前記交流電源電圧を全波整流する全波整流手
段を設け、前記全波整流手段の出力電圧と昇圧部の出力
電圧とを直列接続する構成とすることにより、外部交流
電源の瞬時電圧値に対して任意の時間的変調をかけなが
ら直列に加え、結果として、外部交流電源の力率低下や
インピーダンス不整合による不安定現象等の不都合の発
生を防止しつつ外部交流電源の最大限度の電力迄の利用
をきわめて容易に可能とし、蓄電池と外部交流電源の電
力との和電力を容易に高整合性を維持しつつ電力変換部
に供給する作用を果たすものである。

【００２２】さらに、蓄電池を充電する充電手段を設け
、外部電源の電力により前記蓄電池を充電する構成とす
ることにより、蓄電池を外部交流電源の電力によって安
全にしかも確実に充電し、充放電を繰り返しながら長期
間にわたって蓄電池と外部交流電源の電力との和電力を
容易に高整合性を維持しつつ電力変換部に供給する作用
を果たすものである。

【００２３】さらにまた、電力変換部の動作停止時に外
部電源の電力により蓄電池を充電する構成とすることに
より、電力変換部が動作するときは常に外部交流電源の
電力を最大限度の大きさで電力変換部へ供給することが
できるようにするものであり、蓄電池の放電能力を必要
最小のものとし、しかも、電力変換部が動作しない期間
（装置の非使用時）に蓄電池を充電しておき可能な限り
最大充電状態に近づけておくという作用を果たすもので
ある。

【００２４】そしてさらに、昇圧部を交流電源の瞬時電
圧に応じて制御するよう構成したので瞬時電圧の値に応
じて昇圧部の出力電力を調節し、外部電源との電力合成
において高い整合性を実現するという作用を果たすもの
である。

【００２５】そしてまた、外部電源を交流電源とし、昇
圧部の出力を平滑する平滑コンデンサを設け、この交流
電源周期に対して十分長い放電時定数となる静電容量の
コンデンサとしたので、前記昇圧部が前記交流電源の瞬
時電圧値のいかんにかかわらず常に平均的な必要最小限
度の無理のない昇圧動作を行うことで所望の直流出力電
圧を出力することができ、しかも前記交流電源との和出
力を高整合性を保ちつつ簡単に実現するという作用を果
たすものである。

【００２６】

【実施例】以下本発明の実施例を図１を参照して説明す
る。

【００２７】図１において、３１は商用電源、発電機ま
たはバッテリー等の外部電源であり、高周波加熱装置３
２に外部から電力を供給する。高周波加熱装置３２は、
この電力を変換する電力変換部３３と、電力変換部３３
により変換された電力を受けて高周波電波（例えばマイ
クロ波）を発生し加熱室（図示せず）に供給する電波放
射部３４を有している。この電力変換部３３は、例えば
電力変換器３５と変換器制御部３６により構成できる。 高周波加熱装置３２は、さらに、その出力電圧が４５Ｖ
以下の低電圧の蓄電池３７を備え、この出力は昇圧部３
８を介して電力変換部３３の電力変換器３５に供給され
る構成である。蓄電池３７は低電圧であるので感電や電
触などの危険性がない。このため任意の場所に設置する
ことができ、高周波加熱装置の筐体内部に内蔵されても
よいし、筐体の外部に設けられて交換が容易な構成であ
ってもよい。この蓄電池３７は、充電手段３９により、
入力部４０より供給される外部電源からのエネルギーに
より充電される構成であり、いちいち電池を交換するこ
となく長期間にわたって蓄電池を使用することができる
構成となっている。

【００２８】加熱制御部４１は、電力変換部３３の変換
電力を、たとえば変換器制御部３６を制御することによ
って制御し、電波放射部３４の出力電波の大きさを調節
する。また、加熱制御部４１は、例えば昇圧部３８を制
御することなどにより、蓄電池３７の電力を外部電源３
１からの電力に加えて電力変換部３３に供給する構成で
ある。

【００２９】加熱制御部４１は、電力変換部３３の変換
電力を、たとえば変換器制御部３６を制御することによ
って制御し、電波放射部３４の出力電波の大きさを調節
する。また、加熱制御部４１は、例えば昇圧部３８を制
御することなどにより、蓄電池３７の電力を外部電源３
１からの電力に加えて電力変換部３３に供給する構成と
なっている。この蓄電池３７には、大出力性能が要求さ
れるのでいわゆる鉛蓄電池やＮｉ−Ｃｄ蓄電池等が適し
ている。たとえば鉛蓄電池を用いた場合を考えると、電
圧面での安全性、電触等の信頼性、あるいは製造面から
の生産性等の観点から１２Ｖ〜２４Ｖ程度がより適して
いる。そこでこの実施例では、２４Ｖの出力電圧の蓄電
池３７の出力を昇圧部３８にて昇圧し、外部電源３１の
瞬時最大電圧（外部電源が商用１００Ｖ電源の時は、１
４１Ｖ）以下の所望の値に蓄電池３７の出力電圧を調節
している。この調節は、加熱制御部４１の指令信号に基
づいて行われ電力変換部３５の制御と調和しながら行う
ことができる構成となっている。そして特に、外部電源
３１に対して高周波加熱装置３２が低力率にならないよ
う蓄電池３７の出力電圧を外部電源３１の瞬時最大電圧
以下の所望の値に調節するものである。

【００３０】図２は、本発明のさらに詳しい１実施例を
示すブロック図で、図１と同符号のものは相当する構成
要素であるので詳しい説明を省略する。図２において、
ダイオードブリッジ４２は本来電力変換部３３に含まれ
るものであるが説明を容易にするために別個に図示して
ある。この構成により商用電源３１の交流電圧は全波整
流波形の高リップル単方向電圧となって電力変換器３５
を構成するインバータ回路に供給される。この供給ライ
ン４３にダイオード４４を介して蓄電池３７の出力電圧
が昇圧部３８の出力として並列に供給される構成となっ
ている。

【００３１】図３（ａ），（ｂ）はそれぞれダイオード
ブリッジ４２およびダイオード４４の別個の出力電圧波
形図ＶａｃおよびＶｄｃである。この構成において、Ｖ
ｄｃの大きさを変えると交流入力力率が変化する。図４
はこの特性を示す実験結果である。図２における１００
Ｖａｃの商用電源３１からの入力電流の実効値を約１３
．５Ａ一定に制御しつつ、蓄電池３７から供給される直
流電圧Ｖｄｃを大きくしていくと入力力率は数十Ｖから
徐々に低下を始め、約１００Ｖで９０％程度の力率とな
る。さらにそれ以上Ｖｄｃを大きくしていくと、急激に
力率が低下していく結果となる。これは商用電源３１の
電源インピーダンスに対し昇圧部３８を含む蓄電池３７
側の電源インピーダンスがどうしても低いものとなるか
らである。すなわち、図２の構成において、図３（ａ）
におけるＶａｃが同図（ｂ）のＶｄｃに相当する電圧（
破線）以下のときは商用電源３１から電力が供給され、
一方、それ以下のときは蓄電池３７から電力が供給され
るのである。したがって、蓄電池３７から電力変換器３
５に供給される電圧は図３（ｂ）のようなピーク電圧Ｖ
ｄｃを持つ方形波状となる。この構成では、昇圧部３８
の出力がＶｄｃ一定であっても電力変換器３５に供給さ
れる電圧は図３（ｂ）のようになるので、昇圧部３８の
出力電圧を商用電源３１の瞬時値にあわせて制御する必
要がない。

【００３２】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）
は、それぞれこのＶａｃ、Ｖｄｃ、ＶａｃとＶｄｃの和
電圧Ｖｉｎ（電力変換器３５の入力電圧）および電波放
射部３４であるマグネトロンのアノード電流Ｉａの包絡
線を示している。図１０に示した従来例の場合と比較す
ると明らかなように、Ｖａｃに対するＩａの包絡線波形
は、そのピーク値は増加せず従来と同一でありながら平
均値が大きく増加している。また、図５には示していな
いが電力変換器３５を構成するトランジスタなどに印加
される電圧Ｖｃｅも、Ｖｉｎが図５（ｃ）のようである
ので、当然のことながらそのピーク値は従来と同一であ
り、特別に高耐圧の部品を必要としない。このように、
マグネトロンのアノード電流Ｉａやトランジスタ電圧Ｖ
ｃｅ（当然電流も同様）のピーク値を従来以上の大きな
ものにする必要がなく、しかも外部交流電源からの入力
力率をあまり低下させないで簡単な構成で電力変換部３
３変換電力を大きくし、結果として電波放射部３４から
の出力電波を十分大きくすることができる。具体的には
、図２の構成において、商用電源３１からの入力電力を
約１２００Ｗ、約１３．５Ａとし、Ｖｄｃを約１０５Ｖ
に設定すると、蓄電池３７からは約８００Ｗの電力が供
給され、電力変換器３５は約２０００Ｗの電力を変換す
ることができる。この結果、マグネトロン３４は約１０
００Ｗの電波出力を発生することができ、従来に比べ著
しく調理時間の短縮を実現することが可能となり、しか
も力率の著しい低下などの不都合を生じることがないの
で入力電流を１３〜１４Ａ程度以下の望ましい値に維持
しつつ上記の大電波出力を発揮することができる。

【００３３】図６は図２のブロック図に示した本発明の
１実施例を実現するさらに詳しい構成を示す回路図であ
り、図２と同符号のものは相当する構成要素である。

【００３４】図６は、外部電源として商用電源３１を用
いた高周波加熱装置の回路図であり、電力変換部３３は
、ダイオードブリッジ４２、インダクタ５１およびコン
デンサ５２より成る全波整流様波形の直流電源と、共振
コンデンサ５３、昇圧トランス５４、トランジスタ５５
、ダイオード５６より成るインバータと、コンデンサ５
７、ダイオード５８，５９より成る高圧整流回路と、共
振コンデンサ６０、インダクタ６１，６２より成るヒー
タ回路とにより構成されている。電波放射部３４は、マ
グネトロン６３で構成され、変換器制御回路（変換器制
御部）３６によりトランジスタ５５のスイッチング周波
数を制御してインバータを動作させ、高圧電力とヒータ
電力を供給されて発振し電波を加熱室に放射する。イン
バータの基本的な電力変換動作についての詳細は周知で
あるので省略するが、変換器制御回路３６は、マイクロ
コンピュータ６４などを含む加熱制御部４１の信号に基
づき、カレントトランス６５，６６の信号による電波出
力の安定化を行いつつ、トランジスタ５５を制御して電
波出力の大きさを調節するものである。

【００３５】蓄電池３７は安全性や製造コストの点から
２４Ｖ程度のものが望ましく、したがって、昇圧回路（
昇圧部）３８を介して電力変換部３３に電力を供給する
構成となっている。昇圧回路３８は、タップ付き昇圧イ
ンダクタ６７、コンデンサ６８，６９、トランジスタ７
０、ダイオード７１，４４、制御回路７３より成り、い
わゆる昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータであって、詳しい動
作説明は省略するが、トランジスタ７０のオンオフ比を
制御回路７３で制御することにより、コンデンサ６９の
端子電圧（すなわち直流出力電圧）を調節することがで
きる。

【００３６】加熱制御部４１は、高周波加熱装置の加熱
動作時には、リレー接点７４、および７５を閉じると共
に変換器制御回路３６および昇圧回路３８の制御回路７
３に動作指令を与える。したがって、電力変換部３３の
電力変換機能の中心を成すインバータは、商用電源３１
からの電力と昇圧回路により昇圧された蓄電池３７から
の電力との和電力を受けて電力変換動作を行う。

【００３７】以上に述べた具体的構成により、図２，図
３，図４および図５において説明した電力変換動作そし
て高周波加熱動作を実現することができる。このような
構成は、その最大値を大きくすることなく平均値を増大
できるという長所があるので、電力変換部３３を構成す
るトランジスタ５５などの半導体や共振コンデンサ５３
等にとってもきわめて望ましい動作条件であり、比較的
低価格な部品を使用して従来比約２倍の電力変換が可能
となる。また、このように商用電源３１の瞬時電圧の低
い時のみＶｄｃを供給する構成により、商用電源３１か
らの入力電力の力率を比較的高い値に維持しつつＶｄｃ
を商用電源からの電圧Ｖａｃに重畳させることが極めて
簡単にできるので、このような高出力制御を行っても、
入力電力力率の高い高周波加熱装置を提供することがで
きることは既に述べた通りである。

【００３８】なお、図５（ｂ）に示すように、昇圧回路
３８の動作をＶａｃの瞬時値に応じて同期させ断続して
もよいが、平滑用コンデンサ６９の容量を商用電源周期
に比べて十分大きくしておけば昇圧回路３８は、断続動
作を必要とせず、連続動作をさせても同様の性能を得る
ことができる。すなわちＶｄｃを例えば前述したように
１０５Ｖ一定の電圧としてもよいのであり、この場合、
昇圧回路３８は商用電源電圧の瞬時値にかかわらず平均
的な直流出力１００Ｖを得られるよう動作させるのみで
良い。したがってこの場合は、コンデンサ６９の容量が
大きくなる代わりに、昇圧回路３８は平均的な動作（た
とえばほぼ一定の周波数での動作）を行うだけで良くそ
の制御が比較的簡単となり、しかもトランジスタ７０等
が平均的電力を扱うのみで良いので最大電流や最大電圧
を低く押さえることができるので、蓄電池３７からの供
給電力が大きい場合はこの方が価格あるいは変換効率な
どの点でより望ましいものとなる。

【００３９】加熱制御部４１は、高周波加熱装置の動作
停止時、リレー接点７４，７５を開くと共に、接点７６
を閉じて充電回路（充電手段）３９を動作させ蓄電池３
７を充電して前回の加熱動作で放電された電気エネルギ
ーを自動的に再充電する構成となっている。充電回路３
９は、ダイオード７７、コンデンサ７８で得られた直流
電圧を、トランジスタ７９、ダイオード８０，８１、イ
ンダクタ８２、コンデンサ８３、および制御回路８４に
より、蓄電池３７の充電に適した電圧に変換する降圧型
のＤＣ／ＤＣコンバータであり、トランジスタ７９のオ
ンオフ比により出力電圧を任意に調節できるものであっ
て、その詳しい回路動作については既に周知であるので
説明は省略する。

【００４０】このような構成により、電力変換部３３の
動作中は商用電源３１から充電回路３９への電力供給を
零にできるので、商用電源３１から供給できる最大電力
を電力変換し所望の大きな電波出力を得ることができる
。

【００４１】図７は本発明の構成を示す他の実施回路例
であり、図２および図６と同符号のものは相当する構成
要素であるので詳しい説明を省略する。

【００４２】図７において、ダイオードブリッジ４２の
出力電圧Ｖａｃは昇圧部を含む蓄電池回路３７’の出力
電圧Ｖｄｃと直列に接続される構成となっている。加熱
制御部４１は、制御回路７３に出力電圧Ｖｄｃの変調指
令を与え、図８（ａ）のＶａｃの瞬時値に応じて同図（
ｂ）のようなＶｄｃ変調を行うものである。したがって
、電力変換部３３の入力電圧は図８（ａ）および（ｂ）
の直列和電力となり、脈動のほとんどない直流電圧とす
ることができる。しかもこのような商用電源３１の瞬時
電圧値に応じたＶｄｃの電圧変調を行うことにより、Ｖ
ｉｎを脈動のほとんどない直流電圧としながら商用電源
３１からの入力力率はほとんど１００％に近い値を維持
することができるものである。この結果、前述の実施例
と同様に、比較的出力電圧が低く安全で高信頼性のある
蓄電池を用い、従来に比べ著しく調理時間の短縮を実現
した高周波加熱装置を実現することが可能となり、しか
も力率の著しい低下などの不都合を生じることがないの
で入力電流を１３〜１４Ａ程度以下の望ましい値に維持
しつつ従来の技術では困難であった１０００Ｗまたはそ
れ以上（すなわち従来の約２倍またそれ以上）の大電波
出力を発揮することができる高周波加熱装置を提供する
ことができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の高周波加熱
装置は、以下に述べる効果を有するものである。

【００４４】すなわち、商用電源等の外部電源よりの電
力を変換する電力変換部と、前記電力変換部の出力を受
け高周波電力を加熱室に放射する電波放射部と、内蔵又
は筐体の外壁に設置され、出力電圧が４５Ｖ以下の蓄電
池と、前記蓄電池の出力電圧を昇圧する昇圧部と、前記
電力変換部又は前記昇圧部の少なくとも一方を制御して
被加熱物の加熱状態を調節する加熱制御部を備え、前記
昇圧部の出力と前記外部電源との和電力を前記電力変換
部により変換する構成とし前記被加熱物を電波加熱する
構成とすることにより、比較的出力電圧が低く安全で信
頼性の高い蓄電池と外部電源との両方から同時に電力を
電力変換部に供給しても外部電源の力率低下やインピー
ダンス不整合による不安定現象等の不都合の発生を防止
しつつ外部電源の最大限度の電力迄の利用を可能とし、
小型軽量で高信頼かつ安全な蓄電池と外部電源の電力と
の和電力を高整合性を維持しつつ電力変換し電波放射部
からきわめて大きい電波出力を発生して被加熱物を加熱
する高周波加熱装置を提供することができる。したがっ
て、外部電源の電流容量に制限されず、より高周波出力
が大きくて高速加熱（調理）を実現でき、しかも構成が
コンパクトで軽量であるうえに安全で信頼性の高い高周
波加熱装置を実現し、より高速調理が要求される現代の
食生活に適合した高周波加熱装置を実現することができ
る。

【００４５】また、外部電源を交流電源とし、電力変換
部に前記交流電源電圧を全波整流する全波整流手段を設
け、前記全波整流手段の出力電圧と昇圧部の出力電圧と
を並列接続する構成により、外部交流電源の力率低下や
インピーダンス不整合による不安定現象等の不都合の発
生を防止しつつ外部交流電源の最大限度の電力迄の利用
をきわめて簡単で容易な構成で可能とし、蓄電池と外部
交流電源の電力との和電力を容易に高整合性を維持しつ
つ電力変換部に供給することができる高周波加熱装置を
提供することができる。このため、きわめて簡単な構成
でコンパクトで軽量であるうえに安全で信頼性が高く従
来技術では困難な大出力の高周波加熱装置を実現し、よ
り高速調理が要求される現代の食生活に適合した高周波
加熱装置を実現することができる。

【００４６】さらに全波整流手段の出力電圧と昇圧部の
出力電圧とを整流手段を介して並列接続し、前記整流手
段により前記全波整流手段から前記昇圧部側へ電流が流
入するのを防止する構成とすることにより、昇圧回路の
逆電圧印加による破壊などの不都合やさらに蓄電池への
過大逆電流による充電を防止し、蓄電池の過熱や爆発あ
るいは寿命低下を防止することができるので、きわめて
簡単な構成でコンパクトで軽量で大出力であり、しかも
高信頼性、長寿命を有する高周波加熱装置を実現し、よ
り高速調理が要求される現代の食生活に適合した高周波
加熱装置を実現することができる。

【００４７】そしてまた、外部電源を交流電源とし、電
力変換部に前記交流電源電圧を全波整流する全波整流手
段を設け、前記全波整流手段の出力電圧と昇圧部の出力
電圧とを直列接続する構成とすることにより、外部交流
電源の瞬時電圧値に対して任意の時間的変調をかけなが
ら直列に加え、結果として、外部交流電源の力率低下や
インピーダンス不整合による不安定現象等の不都合の発
生を防止しつつ外部交流電源の最大限度の電力迄の利用
をきわめて容易に可能とし、比較的低出力電圧の蓄電池
と外部交流電源の電力との和電力を容易に高整合性を維
持しつつ電力変換部に供給することができる高周波加熱
装置を提供することができる。したがって、簡単な構成
でコンパクトで軽量であり、かつ従来技術では困難な大
出力の高周波加熱装置を実現し、より高速調理が要求さ
れる現代の食生活に適合した高周波加熱装置を実現する
ことができる。

【００４８】さらに、蓄電池を充電する充電手段を設け
、外部電源の電力により前記蓄電池を充電する構成とす
ることにより、蓄電池を外部電源の電力によって安全に
しかも確実に充電し、充放電を繰り返しながら長期間に
わたって蓄電池と外部電源の電力との和電力を容易に高
整合性を維持しつつ電力変換部に供給することができる
高周波加熱装置を実現することができる。したがって、
長期間にわたって従来技術では困難な大電波出力機能を
発揮することができ、より高速調理が要求される現代の
食生活に適合した高周波加熱装置を実現することができ
る。

【００４９】さらにまた、電力変換部の動作停止時に外
部電源の電力により蓄電池を充電する構成とすることに
より、動作時は常に外部電源の電力を最大限度の大きさ
で電力変換部へ供給し、蓄電池の放電能力を必要最小の
ものとして従来技術では困難な大出力の高周波加熱装置
を実現することが可能であり、しかも、動作しない期間
（非使用時）に蓄電池を充電しておいて常に最大充電状
態の蓄電池電力を使用することができ、より高速調理が
要求される現代の食生活に適合した大電波出力能力を常
に発揮することができる高周波加熱装置を実現すること
ができる。

【００５０】そしてさらに、昇圧部を交流電源の瞬時電
圧に応じて制御するよう構成したので瞬時電圧の値に応
じて昇圧部の出力電力を調節し、外部電源との電力合成
において高い整合性を実現することができる。したがっ
て、外部交流電源の力率低下やインピーダンスの不整合
による不安定現象の発生などの不都合を防止し、蓄電池
と外部電源の電力との和電力を容易に高整合性を維持し
つつ電力変換部に供給することができる高周波加熱装置
を実現することができる。したがって、簡単な構成でコ
ンパクトで軽量であり、かつ従来技術では困難な大出力
の高周波加熱装置を実現し、より高速調理が要求される
現代の食生活に適合した高周波加熱装置を実現すること
ができる。

【００５１】そしてまた、外部電源を交流電源とし、昇
圧部の出力を平滑する平滑コンデンサを設け、この交流
電源周期に対して十分長い放電時定数となる静電容量の
コンデンサとしたので、前記昇圧部が前記交流電源の瞬
時電圧値のいかんにかかわらず常に平均的な必要最小限
度の無理のない昇圧動作を行うことで所望の直流出力電
圧を出力することができ、しかも前記交流電源との和出
力を高整合性を保ちつつ簡単に実現することが可能な高
周波加熱装置を実現することができる。したがって、昇
圧部を簡単な構成でコンパクトにしかも低価格に実現し
て低電圧の蓄電池出力を昇圧し、外部交流電源の電力と
の和電力を容易に高整合性を維持しつつ電力変換部に供
給することができる高周波加熱装置を提供することがで
きる。このため、きわめて簡単な構成でコンパクトで軽
量であるうえに安全で信頼性が高く従来技術では困難な
大出力の高周波加熱装置を実現し、より高速調理が要求
される現代の食生活に適合した高周波加熱装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における高周波加熱装置のブ
ロック図

【図２】上記図１の高周波加熱装置のさらに詳しい一実
施例を示すブロック図

【図３】（ａ）図２の高周波加熱装置における全波整流
手段の出力電圧波形図 （ｂ）図２の高周波加熱装置における昇圧部の出力電圧
波形図

【図４】上記図２の高周波加熱装置の昇圧部出力電圧に
対する商用電源からの入力力率特性図

【図５】（ａ）図２の高周波加熱装置における商用電源
からの供給電圧波形図 （ｂ）図２の高周波加熱装置における昇圧部からの供給
電圧波形図 （ｃ）図２の高周波加熱装置における商用電源と昇圧部
とからの合成供給電圧波形図 （ｄ）図２の高周波加熱装置におけるマグネトロンのア
ノード電流波形の包絡線図

【図６】上記図２の高周波加熱装置のさらに詳しい回路
図

【図７】上記図１の本発明の高周波加熱装置の他の実施
例を示す回路図

【図８】（ａ）図７の高周波加熱装置における全波整流
手段の出力電圧波形図 （ｂ）図７の高周波加熱装置における昇圧部の出力電圧
波形図

【図９】従来の高周波加熱装置の回路図

【図１０】（ａ
）従来の高周波加熱装置における入力電圧波形図 （ｂ）従来の高周波加熱装置におけるトランジスタの電
圧波形図および包絡線図 （ｃ）従来の高周波加熱装置におけるマグネトロンのア
ノード電流波形の包絡線図

【図１１】他の従来の高周波加熱装置のブロック図

【符号の説明】

３１　　外部電源 ３２　　高周波加熱装置 ３３　　電力変換部 ３４　　電波放射部 ３７　　蓄電池 ３８　　昇圧部 ３９　　充電手段 ４１　　加熱制御部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部電源より供給された電力を変換する電
   力変換部と、前記電力変換部の出力を受け高周波電力を
   加熱室に放射する電波放射部と、出力電圧が４５Ｖ以下
   の蓄電池と、前記蓄電池の出力電圧を昇圧する昇圧部と
   、前記電力変換部又は前記昇圧部の少なくとも一方を制
   御して被加熱物の加熱状態を調節する加熱制御部を備え
   、前記昇圧部の出力と前記外部電源との和電力を前記電
   力変換部により変換する構成とし前記被加熱物を電波加
   熱する構成とした高周波加熱装置。
2. 【請求項２】外部電源を交流電源とし、電力変換部に前
   記交流電源電圧を全波整流する全波整流手段を設け、前
   記全波整流手段の出力電圧と昇圧部の出力電圧とを並列
   接続する構成とした請求項１記載の高周波加熱装置。
3. 【請求項３】全波整流手段の出力電圧と昇圧部の出力電
   圧とを整流手段を介して並列接続し、前記整流手段によ
   り前記全波整流手段から前記昇圧部側へ電流が流入する
   のを防止する構成とした請求項２記載の高周波加熱装置
   。
4. 【請求項４】外部電源を交流電源とし、電力変換部に前
   記交流電源電圧を全波整流する全波整流手段を設け、前
   記全波整流手段の出力電圧と昇圧部の出力電圧とを直列
   接続する構成とした請求項１記載の高周波加熱装置。
5. 【請求項５】蓄電池を充電する充電手段を設け、外部電
   源の電力により前記蓄電池を充電する構成とした請求項
   １，２または４記載の高周波加熱装置。
6. 【請求項６】電力変換部の動作停止時に外部電源の電力
   により蓄電池を充電する構成とした請求項５記載の高周
   波加熱装置。
7. 【請求項７】昇圧部を交流電源の瞬時電圧に応じて制御
   する構成とした請求項２又は４記載の高周波加熱装置。
8. 【請求項８】外部電源を交流電源とし、昇圧部の出力を
   平滑する平滑コンデンサを設け、交流電源周期に対して
   十分長い放電時定数となる静電容量のコンデンサとした
   請求項１記載の高周波加熱装置。