JPH046269B2 - - Google Patents

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し、さら
に詳しく言えば、その電源装置にインバータを用
い、インバータにより高周波電力を発生し、昇圧
トランスにて昇圧してマグネトロンを駆動するよ
うに構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 従来より高周波加熱装置の昇圧トランスを小型
軽量にするために、インバータ装置をつかつて商
用電源周波数を高い周波数に交換し、昇圧する方
法が知られている。この場合、インバータ装置を
動作させるためにトランジスタ等のスイツチング
素子が使われているが、そのスイツチング動作を
行うために制御回路が設けられ、例えば第３図に
示すような回路構成をしている。図において、商
用電源１の電力はダイオードブリツジ２により整
流され、単方向電源が形成されている。３はイン
ダクタ、４はコンデンサであつてインバータの高
周波スイツチング動作に対するフイルタの役割を
果すものである。

インバータは共振コンデンサ５、昇圧トランス
６、トランジスタ７、ダイオード８、及び駆動回
路９により構成されている。トランジスタ７は駆
動回路９により供給されるベース電流によつて所
定の周期とデユーテイー（即ち、オンオフ時間
比）でスイツチング動作する。駆動回路の電源は
トランス１０により商用電源を降圧して供給され
る。トランジスタ７のスイツチング動作の結果、
昇圧トランス６の一次巻線１１には第４図に示す
ようなコレクタ電流Icとダイオード電流Idを中心
とした電流が流れ、一次巻線１１の両端には高周
波電力が発生する。従つて二次巻線１２、三次巻
線１３には各々高周波高圧電力及び高周波低圧電
力が生じる。この高周波高圧電力は高圧整流回路
１４により整流されマグネトロン１５のアノー
ド・カソード間に供給され、一方、高周波低圧電
力はカソードヒータに供給される。従つてマグネ
トロン１５は発振し誘電加熱が可能となるもので
ある。また、マグネトロン１５及びダイオードブ
リツヂ２、トランジスタ７、昇圧トランス６等各
部品は連続運転をすると過熱するので冷却フアン
１７で冷却する方法がとられる。フアンの駆動電
力は商用電源からくま取りコイルを設けた界磁鉄
心１６に供給されフアンを回転させる。このよう
な構成に於て、昇圧トランス６のコア断面積は一
次巻線１１の両端に供給される電力の周波数が高
い程小さくなるので、例えばインバータを20KHz
〜100KHz程度の周波数で動作させると商用電源
周波数のままで昇圧する場合に比べて昇圧トラン
スの重量、サイズを数分の一から数十分の一にで
き、電源部の小型化、低コスト化が可能であると
いう特長を有するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の高周波加熱装
置は次のような欠点があつた。

前述したように、従来の高周波加熱装置は昇圧
トランス６をトランジスタ７等により成るインバ
ータにて付勢し、その電源装置の小型、軽量、低
コスト化を図るものであつたが、そのインバータ
の駆動のために必要な駆動回路の電力供給のため
に新たにトランスを設ける必要があり、低コスト
化を図るための障害となつていた。即ち電源装置
を小型、軽量化するために新たにトランスを必要
とするという不都合があつた。

問題点を解決するための手段 本発明はこのような従来の高周波加熱装置の欠
点を解決するためになされたものであり、以下に
述べる手段により構成された高周波加熱装置であ
る。

即ち、商用電源を高周波に変換するトランジス
タをスイツチング素子とするインバータと、前記
トランジスタを駆動する駆動回路と、前記インバ
ータの出力を昇圧する昇圧トランスと、前記昇圧
トランスにより付勢されるマグネトロンと、前記
マグネトロンを冷却する冷却フアンと、前記フア
ンを駆動する交流モータと前記交流モータの界磁
鉄心にベース駆動巻線を設け、前記ベース駆動巻
線の出力を前記トランジスタのベースに供給する
構成とすると共に、前記トランジスタに流れるコ
レクタ電流に比例した電流を出力する変流器を設
け、前記変流器の出力をベースに供給する構成と
し、前記インバータの始動時は前記ベース駆動巻
線の出力をトランジスタのベースに供給し、一定
時間してマグネトロンが発振した以後は前記変流
器の出力をベースに供給する構成としたものであ
る。

作 用 本発明は上記構成により以下に述べる作用を有
するものである。

即ち、本発明の高周波加熱装置は商用電源を高
周波に変換するインバータ装置を備えているので
昇圧トランスが小型であり、インバータの始動時
にマグネトロンを冷却するフアンの界磁鉄心に２
次巻線を設けてインバータのトランジスタのベー
ス電力を供給するので別に駆動回路用のトランス
を設ける必要がなくコスト面で有利であり、コレ
クタ電流に比例した電流に出力する変流器でトラ
ンジスタを駆動するので、マグネトロンのような
非線形な負荷に対して最適な電流、つまりマグネ
トロンの非線形性にもとづく電流変動により生じ
るコレクタ電流の大きさの変動に応じたベース電
流を供給するという作用を有するものである。

即ち、マグネトロンの非線形性にもとづき種々
の原因によつて発生するコレクタ電流の変動にた
いして、トランジスタのベース電流を過度な電力
損失を生じることなく、かつ、コレクタ電流の大
きさに応じて自動的に供給するという作用を有す
る。

実施例 以下、本発明の高周波加熱装置の一実施例につ
いて図面とともに説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装
置の回路構成図であり、第２図と同符号のものは
相当する構成要素であり説明を省略する。

第１図に於て、商用電源１の電力はダイオード
ブリツジ２において整流されて単方向電源とな
り、インバータ部１８で高周波に変換される。

一方マグネトロンの冷却用フアン１７は商用電
源１から界磁鉄心１６に巻かれたベース駆動巻線
ａ２０には界磁コイル１９に流れる電流に応じた
起電力が発生する。インバータの始動時にはこの
起電力を駆動回路９の電源として用いてトランジ
スタ７のスイツチング動作を行つている。このと
き、切換スイツチ２１は接点ａ，a′に接続されて
いる。第２図に冷却フアン用交流モータ２２を示
す。界磁鉄心１６に、回転子２３と、磁束の遅れ
を発生させ回転子にトルクを与えるためのくま取
りコイル２４を設け、界磁鉄心には界磁コイル１
９とベース駆動巻線ａ２０を附してベース駆動回
路９の電源電力を得ている。

インバータ部１８が動作し一定時間してマグネ
トロンの発振後切換信号が駆動回路９から発せら
れ切換スイツチ２１の接点をｂ，b′に切替える。
ここで昇圧トランス６に設けられた変流器２５と
しての作用を有するベース駆動巻線ｂ２６の出力
は図中の極性のように、少なくともトランジスタ
７が導通している間はコレクタ電流に比例した電
流をそのベースに与えるように構成されている。
トランジスタ７の導通期間のほとんどの期間（ト
ランジスタ７がオンまたはオフに切替わる期間を
除いた導通期間）では、ベース電流はコレクタ電
流に常に比例するようになつている。このため、
マグネトロン１５の特性が温度、加熱負荷、部品
バラツキ、あるいは経事変化などによつて変化
し、結果としてコレクタ電流が変化することによ
つて必要なベース電流が変化しても自動的に変流
器２５の作用によつて補正される。

以上のような構成をとることにより駆動回路９
用の消費電力を抑え、駆動回路９用電源トランス
が不要になり低コスト化を可能とすることができ
る。マグネトロンを用いた調理用の高周波加熱装
置において、マグネトロンの強制冷却は不可欠の
ものであり、冷却フアンモータの界磁鉄心から電
源を得ることはコストを抑えるために有効であ
る。

また、フアンモータに電力が供給されないとき
は、インバータが始動しないので、このような場
合に２次破壊として生じるマグネトロンの過熱破
壊を防止することができる。

発明の効果 以上に述べたように本発明によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。

(1) インバータ始動時に冷却フアンの交流モータ
鉄心部からスイツチング駆動回路の電源供給を
得るので、駆動回路用トランスが要らず、低コ
スト化に適した高周波加熱装置を得ることがで
きる。

(2) 冷却フアンが動いた時だけ、マグネトロンに
電力を供給することになるので、タイミングの
とれた制御を行い易く、フアン故障時のマグネ
トロンの過熱破壊を防止できる。

(3) インバータ装置にしたがために必要である駆
動回路の電源トランスを不要にしたので、イン
バータ化するねらいの軽量、低コスト化の目的
に適した高周波加熱装置を提供できる。

(4) 界磁鉄心に巻きつける巻線の位置をフアンの
回転軸上からずらした設置にすれば、巻線の過
熱をフアンの風力で自冷する構成とすることが
できる。

(5) トランジスタのコレクタ電流に比例した電流
を出力する変流器の出力でトランジスタのベー
スを付勢するようにしたので、駆動回路の電力
消費を著しく軽減し、高周波加熱装置の構成を
簡単化、低価格化することができる。

(6) トランジスタの電流に比例した電流出力をト
ランジスタのベースに供給するので、マグネト
ロンという電圧や温度などによるインピーダン
ス変化の大きい負荷を安定、かつ高信頼度で駆
動することができる。

(7) インバータの始動後一定時間後に、冷却フア
ンモータからトランジスタのベースへの電力供
給を切替えて、変流器から電力供給するので通
常動作時にフアンモータの冷却効果の低下がな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装
置の回路構成図、第２図は本発明の一実施例のフ
アンモータ部の構成図、第３図は従来例のインバ
ータ電源高周波加熱装置、第４図は同回路の動作
電源波形である。 １……商用電源、６……昇圧トランス、７……
トランジスタ、９……駆動回路、１５……マグネ
トロン、１６……界磁鉄心、１７……冷却フア
ン、１８……インバータ、２０……ベース駆動巻
線ａ、２２……交流モータ、２５……変流器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 商用電源を高周波に変換するトランジスタを
   スイツチング素子とするインバータと、前記トラ
   ンジスタを駆動する駆動回路と、前記インバータ
   の出力を昇圧する昇圧トランスと、前記昇圧トラ
   ンスにより付勢されるマグネトロンと、前記マグ
   ネトロンを冷却する冷却フアンと、前記フアンを
   駆動する交流モータと前記交流モータの界磁鉄芯
   にベース駆動巻線を設け、前記ベース駆動巻線の
   出力を前記トランジスタのベースに供給する構成
   とすると共に、前記トランジスタに流れるコレク
   タ電流に比例した電流を出力する変流器を設け、
   前記変流器の出力をベースに供給する構成とし、
   前記インバータの始動で前記マグネトロンの非発
   振時は前記ベース駆動巻線の出力をトランジスタ
   のベースに供給し、始動一定時間以後は前記変流
   器の出力をベースに供給する構成とした高周波加
   熱装置。 ２ 冷却フアンは、マグネトロン、トランジスタ
   を共に冷却する特許請求の範囲第１項記載の高周
   波加熱装置。