JPH0513162A - 電子レンジ - Google Patents

電子レンジ

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JPH0513162A
JPH0513162A JP15831591A JP15831591A JPH0513162A JP H0513162 A JPH0513162 A JP H0513162A JP 15831591 A JP15831591 A JP 15831591A JP 15831591 A JP15831591 A JP 15831591A JP H0513162 A JPH0513162 A JP H0513162A
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JP
Japan
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oven
microwave
central
moving
load
Prior art date
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Application number
JP15831591A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Minagawa
弘 皆川
Original Assignee
Sharp Corp
シヤープ株式会社
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Publication date
Application filed by Sharp Corp, シヤープ株式会社 filed Critical Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 容易に能動的にオーブンインピーダンスを調
整する。 【構成】 電界センサ7は食品負荷20から反射されて
くるマイクロ波の強度を検出する。サーボモータ8は、
その回転によって柱状部材9の上端9cを移動させて側
壁6の中央部6aを水平方向に移動させる。制御部は、
サーボモータ8に対して指令信号を出力して柱状部材9
の上端9aを位置(A)と位置(B)との間で往復させ、電
界センサ7によって検出されたマイクロ波の強度が極小
になる時点までの上端9aの移動時間を予め求める。そ
して、求めた移動時間だけサーボモータ8を駆動させ
て、能動的にオーブンインピーダンスを調整する。その
際に、オーブン庫5の内壁に可動部がないのでマイクロ
波リーク対策やマイクロ波アーク対策を必要とせず、容
易にオーブンインピーダンスを調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子レンジの改良に
関する。
【0002】
【従来の技術】電子レンジによって加熱される食品負荷
は、その質量に大きなバリエーションを有する。このよ
うな総ての食品負荷に対してマイクロ波電力が効率良く
吸収されて加熱されるためには、マイクロ波発振管であ
るマグネトロンと食品負荷との間で、最適なインピーダ
ンスマッチングが行われていなければならない。ところ
で、上述のような最適なインピーダンスマッチングを行
うためには、食品負荷によるマイクロ波電力の吸収状態
を検出するためのマイクロ波電界センサ(以下、単に電
界センサと言う)と、オーブンインピーダンスを食品負
荷に応じて調整する手段とを必要とする。
【0003】従来、上記電界センサとしては、オーブン
壁面に装着されてオーブン庫内のマイクロ波電界強度を
検出する電界センサや、オーブン壁面に設けられた小さ
い開口から漏れるマイクロ波漏洩電界強度を検出する電
界センサがある。また、オーブンインピーダンスを食品
負荷に応じて調整する手段としては、マグネトロンとオ
ーブンとの間の導波管内の電界モードを変化するために
導波管内のスタブを移動させたり、管長を変化させた
り、導波管開口形状を変化させる手段がある。
【0004】また、能動的にオーブンインピーダンスを
調整してインピーダンスマッチングを行う機能が付加さ
れていない電子レンジでは、予め水負荷が2リットルあ
るいは1リットル等の大きい負荷時において負荷効率が
最も良くなるように導波管の設計を行う。そして、その
際に水負荷が100cc〜500cc相当の軽負荷になって
も上記負荷効率が極端に悪くならないように、スタブの
設置や導波管開口形状を検討するのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記導波管はマイクロ
波パワーの通過場所である。したがって、導波管内のス
タブを移動させたり、管長を変化させたり、導波管開口
形状を変化させるということは、導波管の微小な変化に
よって大きなインピーダンス変化を得ることができるの
で、非常に効果的ではある。しかしながら、上述の導波
管に可動部を設けてオーブンインピーダンスを調整可能
にする場合には、導波管における可動部においてマイク
ロ波がリークしたりマイクロ波電圧によるアークが発生
したりする。そこで、マイクロ波リーク対策やマイクロ
波アーク対策を講じなければならず、コスト高になると
いう問題がある。
【0006】そこで、この発明の目的は、マイクロ波リ
ーク対策やマイクロ波アーク対策を講ずる必要がなく、
安価にかつ容易に能動的にオーブンインピーダンスを調
整できる電子レンジを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明の電子レンジは、オーブン庫の内壁を構
成すると共に周端が上記オーブン庫に固定される一方中
央部は外力によって移動可能な壁と、外部からの指令信
号に基づいて上記壁の中央部を壁面に対して垂直方向に
移動させる壁移動手段と、上記オーブン庫内に収納され
た負荷によって反射されたマイクロ波の強度を検出する
センサと、負荷に対する加熱処理が開始されると、上記
壁の中央部を所定位置から所定距離だけ移動させる指令
信号を上記壁移動手段に出力し、上記センサによって検
出されたマイクロ波の強度に基づいて上記壁の中央部が
上記所定距離だけ移動する間において上記負荷によって
反射されたマイクロ波の強度が最小となる時点における
上記壁の中央部の移動距離を求める最適壁位置検出手段
と、上記最適壁位置検出手段によって求められた上記移
動距離だけ上記壁の中央部を上記所定位置から移動させ
る指令信号を上記壁移動手段に出力して、上記負荷によ
って反射されるマイクロ波の強度が最小値になるように
上記壁の位置を設定してオーブンインピーダンスを最適
に設定するオーブンインピーダンス設定手段を備えたこ
とを特徴としている。
【0008】また、第2の発明の電子レンジは、第1の
発明の電子レンジにおける上記壁の壁面に襞部を設け
て、上記壁の周端が上記オーブン庫に固定されていても
中央部は上記壁面に対して垂直方向に容易に移動可能に
したことを特徴としている。
【0009】
【作用】第1の発明では、負荷に対する加熱処理が開始
されると、最適壁位置検出手段からの指令信号に基づい
て、壁移動手段によって、周端がオーブン庫に固定され
ている壁の中央部が所定位置から壁面に対して垂直方向
に所定距離だけ移動される。そして、センサによって検
出されたマイクロ波の強度に基づいて、上記最適壁位置
検出手段によって、上記負荷で反射されたマイクロ波の
強度が最小となる時点における上記壁の中央部の移動距
離が求められる。そうすると、オーブンインピーダンス
設定手段からの指令信号に基づいて、上記壁移動手段に
よって、上記最適壁移動手段で求められた移動距離だけ
壁の中央部が上記所定位置から移動されて、上記負荷で
反射されるマイクロ波の強度が最小値になるようにオー
ブンインピーダンスが設定される。こうして、最適なイ
ンピーダンスマッチングが実施される。その際に、上記
壁の周端は上記オーブン庫に固定されて移動しないの
で、オーブン庫においてマイクロ波のリークやマイクロ
波電圧によるアークは生じないのである。
【0010】第2の発明では、上記壁の壁面に設けられ
た襞部の伸縮作用によって、周端が上記オーブン庫に固
定された上記壁の中央部が壁面に対して垂直方向に容易
に移動される。こうして、最適なインピーダンスマッチ
ングがより簡単に実施される。
【0011】
【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。図1は本実施例における電子レンジの外観図
であり、図2は上記電子レンジの外郭を除去した際の斜
視図である。この電子レンジは、次のように動作して被
加熱物を加熱する。すなわち、ドア1を開けてターンテ
ーブル2上に被加熱物(図示せず)を乗せた後にドア1を
閉じる。そして、コントロールパネル3の操作によって
加熱制御が開始され、マグネトロンで発生した高周波エ
ネルギーが導波管4を通ってオーブン庫5内に伝達され
て上記被加熱物に供給される。こうして、与えられた高
周波エネルギーによって被加熱物が加熱されるのであ
る。
【0012】本実施例においては、上記オーブン庫5の
内壁を形成する側壁のうち反コントロールパネル側の側
壁6の中央部6aが水平方向に移動可能になっている。
すなわち、導波管4の開口部からオーブン庫5内に放射
されたマイクロ波の反射面である側壁6における中央部
6aを水平方向に移動させることによって、オーブンイ
ンピーダンスを変動させるのである。その際に、上記側
壁6の周端は固定したままにして側壁6の中央部6aの
みを水平方向に移動させるのである。このようにすれ
ば、オーブン庫5の内壁に可動部を設ける必要がないの
で、マイクロ波がリークしたりマイクロ波電圧によって
アークが発生したりすることがないのである。
【0013】上記側壁6には周状の襞6bを複数本設け
てある。この襞6bは側壁6の中央部6aが水平方向に移
動する際のベローズの役目を果すようになっている。し
たがって、上述のように側壁6の周端が固定されていて
も中央部6aは容易に水平方向に移動できるのである。
【0014】上記側壁6の外方には垂直方向に断面コ字
状の柱状部材9が配設されている。この柱状部材9の下
端9aはシャーシ10に揺動自在に軸着される一方、中
央9bには側壁6の中央部6aが回動自在に取り付けられ
ている。また、上端9cには雌ネジが切られた球状部材
を回転自在に嵌合し、この雌ネジにはサーボモータ8の
軸に設けられた雄ネジを螺着させる。こうして、上記サ
ーボモータ8の回転によって柱状部材9の上端9cを側
壁6の壁面に対して垂直方向に移動させて、側壁6の中
央部6aを水平方向に移動させるのである。また、電界
センサ7は、アンテナに誘起されたマイクロ波電圧に基
づいて、食品負荷によって反射されたマイクロ波の強度
を検出する。
【0015】図3は上記電子レンジの回路図である。こ
の電子レンジにおいては、商用電源を温度ヒューズ11
を介して制御部12に供給している。そして、この制御
部12からは、リレーRY1を介してファンモータ13
およびオーブンランプ14に電源を供給する一方、プラ
イマリ・インターロック・リレーRY2を介してマグネト
ロン15用の高圧トランス16に電源を供給している。
上記プライマリ・インターロック・リレーRY2はドアス
イッチ17と接続しており、ドア1が閉じている場合の
み作動するようになっている。また、上記高圧トランス
16の1次側コイルに電源を供給する1次側電源回路に
はドア1の開閉に同期するインターロックスイッチ18
が設けられており、ドア1を開くと上記1次側電源回路
への電源供給を停止するようになっている。上記電子レ
ンジの回路図において、電源スイッチ(図示せず)が押圧
されて電源が投入されるとプライマリ・インターロック・
リレーRY2が動作する。そうすると、高圧トランス1
6の1次側コイルに1次側電流が流れて2次側に高電圧
が発生し、マグネトロン15が駆動されてマイクロ波が
発生する。
【0016】また、上記制御部12は、上記電界センサ
7からのマイクロ波電圧を取り込んで食品負荷によって
反射されるマイクロ波の強度を検知する。またサーボモ
ータ8を回転させて側壁6の中央部6aを壁面に対して
垂直方向に移動させる指令信号を出力する。
【0017】すなわち、サーボモータ8および柱状部材
9で上記壁移動手段を構成し、制御部12で上記最適壁
位置検出手段および上記オーブンインピーダンス設定手
段を構成するのである。
【0018】上記構成の電子レンジは、次のように動作
してオーブンインピーダンスを変化させる。図4は上記
電子レンジの断面図である。図4において、上記マグネ
トロン15によって発振したマイクロ波は導波管4を伝
播して開口部4aからオーブン庫5内に実線の矢印(イ)
で示すように放射される。そして、ターンテーブル2上
に載置された被加熱物(食品負荷)20に高周波エネルギ
ーが与えられて、食品負荷20が加熱される。一方、上
記食品負荷20からはマイクロ波の反射成分が点線の矢
印(ロ)で示すように放射され、その一部は電界センサ7
によって捕えられる。その際に、上記電界センサ7の設
置箇所は、導波管4の開口部4aから放射されるマイク
ロ波は直接入射されずに食品負荷20からの反射成分の
みを効率良く検知できる位置に設定されている。こうし
て、上記電界センサ7によって捕えられた食品負荷20
によって反射されたマイクロ波の強度に応じて、以下に
述べるようにして側壁6の中央部6aの位置を設定す
る。
【0019】上記電界センサ7は、アンテナに誘起され
たマイクロ波電圧を高周波ダイオードで検波してフィル
ター回路を通過させて出力する。したがって、図5(b)
に示すように、電界センサ7からの出力値の変化は、図
5(a)に示すマグネトロン15の電源電圧に同期するの
である。したがって、電界センサ7からの出力電圧をロ
ジック回路でA/D変換して読み込むタイミングは、図
5(c)に示すように、図5(a)に示す電源電圧に同期した
タイミングとすればよい。ところで、上述のような電界
センサ7からの出力値は常に変動している。そこで、上
記制御部12は図5(c)に示すような読み込みタイミン
グで電界センサ7からの出力値を10〜16回読み取
る。そして、単位時間当たりの電界センサ出力値の平均
値を算出するのである。
【0020】上記制御部12は、電源スイッチ(図示せ
ず)が押圧されて電源が投入されると2秒間の安定期間
が経過するのを待つ。そして、2秒間が経過すると、サ
ーボモータ8に対して指令信号を出力してサーボモータ
8を回転させ、柱状部材9の上端9cを最内側の位置
(A)から最外側の位置(B)まで約5秒間で移動させる。
さらに、直ちに位置(A)まで反転させる。そして、その
間における電界センサ7からの出力値の上記単位時間当
たりの平均値(電界センサ出力単位平均値)を柱状部材9
の上端9cの移動時間と関係付けて内蔵するメモリ(図示
せず)に格納するのである。
【0021】図6は、こうして制御部12によって検出
された電界センサ出力平均値と柱状部材往復時間との関
係の一例を示す。図6における波形は食品負荷20から
の反射マイクロ波強度の変化を示し、この値が低いほど
マイクロ波による高周波エネルギーが効率良く食品負荷
20に吸収されていることになる。そこで、上記制御部
12は、図6に示す関係から、電界センサ出力単位平均
値の極小点(C),(D)における柱状部材上端9cの位置
(A)からの移動時間“Tl1"および“Tl2"を求める。そ
して、“|Tl1−Tl2|"の値が所定値以下であれば、直
ちに上記柱状部材9の上端9cが位置(A)にある状態か
らサーボモータ8を時間“Tl1"だけ駆動するのであ
る。こうして、最適なインピーダンスマッチングになる
ような位置に上記側壁6の中央部6aが移動されるので
ある。
【0022】また、上記制御部12は、“|Tl1−Tl
2|"の値が所定値より大きければ、再度指令信号を出力
して柱状部材9の上端9cを1往復させて電界センサ出
力単位平均値の極小点までの移動時間“Tl1'",“T
l2'"を求め、移動時間“Tl1'"と“Tl2'"との平均値
“Tl0"を求める。そして、上記柱状部材9の上端9cが
位置(A)にある状態からサーボモータ8を時間“Tl0"
だけ駆動するのである。こうして、最適なインピーダン
スマッチングになるような位置に上記側壁6の中央部6
aが移動されるのである。
【0023】上述のような側壁移動を実施するに際し
て、図6における電界センサ出力単位平均値曲線の最大
値が予め設定されている所定値よりも低い場合には、制
御部12は、負荷が十分大きくて側壁6の中央部6aを
移動させてインピーダンスマッチングを実施する必要が
ないと判断する。そして、上記時間“Tl1"あるいは時
間“Tl0"の値を“0"にセットするのである。一方、上
記電界センサ出力単位平均値がオーブン庫内無負荷運転
時における電界センサ出力単位平均値(以下、無負荷運
転レベルと言う)以上になる場合には、制御部12は無
負荷運転加熱保護を実施する必要があると判断する。そ
して、上記マグネトロン15の駆動を停止するのであ
る。
【0024】このように、本実施例においては、オーブ
ン庫5の内壁を構成する側壁6の壁面に周状の襞6bを
複数本設け、その側壁6の中央部6aを下端9aを支点と
してサーボモータ8によって回動される柱状部材9の中
央部9bで水平方向に移動できるように成す。そして、
食品負荷20を加熱する際には、制御部12からの指令
信号に基づいて、上記サーボモータ8を回転させて柱状
部材9の上端9cを位置(A)から位置(B)までの間を1
往復させてオーブンインピーダンスを変更すると同時
に、食品負荷20から反射されるマイクロ波の強度を電
界センサ7によって検出する。こうして、電界センサ出
力単位平均値の極小点(C),(D)における柱状部材上端
9cの位置(A)からの移動時間を予め求める。そして、
上記制御部12からの指令信号に基づいて、柱状部材9
の上端9cを位置(A)から上記求められた移動時間だけ
移動させて、オーブンインピーダンスを最適に設定する
のである。
【0025】したがって、本実施例によれば、食品負荷
20によって反射されるマイクロ波の強度が最小になる
ように(すなわち、負荷効率が最も良くなるように)オー
ブンインピーダンスが調整されるのである。その際に、
上記側壁6の周端はオーブン庫5に固定されており、中
央部6aのみがサーボモータ8によって水平方向に移動
されるようになっているので、オーブン庫5の内壁には
可動部が無く、マイクロ波のリークやマイクロ波電圧に
よるアークが生ずることがないのである。したがって、
リーク対策やアーク対策を講ずる必要がなく、安価にか
つ容易に最適なインピーダンスマッチングを実施でき
る。
【0026】図7は、上述のようにして能動インピーダ
ンスマッチングを実施した場合の水負荷に対する負荷効
率を、水負荷2000ccにおける負荷効率を100%と
して示したものである。図から分かるように、本実施例
によれば軽負荷時(100cc〜500cc)における負荷効
率を、オーブンインピーダンス固定の場合より60%〜
20%高めることができ、非常に有効であることが立証
された。
【0027】この発明に係る電子レンジにおける回路
は、上記実施例における回路図に限定されるものではな
い。上記実施例においては、オーブン庫5の側壁6の外
方に垂直方向に配設された柱状部材9の中央9bに上記
側壁6の中央部6aを回動自在に取り付けて、上記柱状
部材9の下端9aを支点として上端9cをサーボモータ8
によって側壁6に対して垂直方向に移動させてオーブン
インピーダンスを変化させるようにしている。しかしな
がら、この発明はこれに限定されるものではない。要
は、制御部12からの指令信号に基づいて側壁6の中央
部6aを水平方向に移動できるような機構であればよい
のである。
【0028】
【発明の効果】以上より明らかなように、第1の発明の
電子レンジは、負荷に対する加熱処理が開始されると、
最適壁位置検出手段からの指令信号に基づいて、オーブ
ン庫の内壁を構成する壁の中央部を壁移動手段によって
所定位置から所定距離だけ移動し、センサによって検出
されたマイクロ波の強度に基づいて、上記最適壁位置検
出手段によって、負荷から反射されたマイクロ波の強度
が最小となる時点での上記壁の中央部の移動距離を予め
求める。そうした後、オーブンインピーダンス設定手段
からの指令信号に基づいて、上記壁移動手段によって上
記壁の中央部を上記求められた移動距離だけ移動して、
オーブンインピーダンスを最適に設定するようにしてい
る。したがって、この発明によれば、能動的にオーブン
インピーダンスを調整できる。また、その際に、上記壁
の周端は上記オーブン庫に固定されているので、上記オ
ーブン庫の内壁には可動部がなく、マイクロ波のリーク
やマイクロ波電圧によるアークは生じない。したがっ
て、この発明によれば、マイクロ波リーク対策やマイク
ロ波アーク対策を講ずる必要がなく、安価にかつ容易に
オーブンインピーダンスを調整できる。
【0029】第2の発明の電子レンジは、上記壁の壁面
に襞部を設けたので、上記壁の周端が上記オーブン庫に
固定されていても中央部は上記壁面に対して垂直方向に
容易に移動できる。したがって、能動的にかつ更に容易
にオーブンインピーダンスを調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の電子レンジにおける一実施例の外観
図である。
【図2】図1の電子レンジにおける外郭を除去した際の
斜視図である。
【図3】図1の電子レンジにおける回路図である。
【図4】図1の電子レンジにおける断面図である。
【図5】図1の電子レンジにおけるマグネトロンの電源
電圧波形および電界センサ出力波形と電界センサ出力値
の読み込みタイミングを示す図である。
【図6】図2に示す側壁の中央部を水平方向に移動した
際における電界センサ出力単位平均値の変化曲線を示す
図である。
【図7】図1の電子レンジによって能動インピーダンス
マッチングを実施した際における水負荷に対する負荷効
率を示す図である。
【符号の説明】
5…オーブン庫、 6…側壁、6a
…中央部、 6b…襞、7…電界センサ、
8…サーボモータ、9…柱状部材、
12…制御部、15…マグネトロン。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オーブン庫の内壁を構成すると共に、周
    端が上記オーブン庫に固定される一方中央部は外力によ
    って移動可能な壁と、 外部からの指令信号に基づいて、上記壁の中央部を壁面
    に対して垂直方向に移動させる壁移動手段と、 上記オーブン庫内に収納された負荷によって反射された
    マイクロ波の強度を検出するセンサと、 負荷に対する加熱処理が開始されると、上記壁の中央部
    を所定位置から所定距離だけ移動させる指令信号を上記
    壁移動手段に出力し、上記センサによって検出されたマ
    イクロ波の強度に基づいて、上記壁の中央部が上記所定
    距離だけ移動する間において上記負荷によって反射され
    たマイクロ波の強度が最小となる時点における上記壁の
    中央部の移動距離を求める最適壁位置検出手段と、 上記最適壁位置検出手段によって求められた上記移動距
    離だけ上記壁の中央部を上記所定位置から移動させる指
    令信号を上記壁移動手段に出力して、上記負荷によって
    反射されるマイクロ波の強度が最小値になるように上記
    壁の位置を設定してオーブンインピーダンスを最適に設
    定するオーブンインピーダンス設定手段を備えたことを
    特徴とする電子レンジ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の電子レンジにおいて、 上記壁の壁面には襞部を設けて、上記壁の周端が上記オ
    ーブン庫に固定されていても中央部は上記壁面に対して
    垂直方向に容易に移動可能にしたことを特徴とする電子
    レンジ。
JP15831591A 1991-06-28 1991-06-28 電子レンジ Pending JPH0513162A (ja)

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