JPH0554238B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は電子レンジ等のいわゆる誘電加熱を
行うための高周波加熱装置の改良に関し、さらに
詳しく述べれば、その電源装置にインバート回路
を用い、該インバータ回路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。

＜従来技術＞ 従来、この種の高周波加熱装置においては弱出
力から強出力まで複数の出力設定ができるように
出力設定手段を備えている。そして、例えば弱出
力に出力設定してスタートさせた場合、加熱開始
から加熱終了まで出力設定通りの出力すなわち弱
出力で加熱を行なう方式がとられている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 一方マグネトロンの駆動動作は、昇圧トランス
から高周波電力が印加されるとまずフイラメント
電流が流れてフイラメント自身が加熱され、フイ
ラメントの温度がマグネトロン安定動作領域に到
達するとアノード電流が流れて加熱室内にマイク
ロ波を放射する。フイラメントに与えられる電力
は出力設定に応じてアノードに与えられる電力と
マイクロ波の反射電力（放射されたマイクロ波が
導波管や庫内壁で反射しフイラメントにフイード
バツクする熱エネルギー）に比例する。すなわち
強出力の場合はフイラメントに与えられる電力も
大きいので、フイラメントが速やかに加熱されて
マグネトロンが速やかに安定動作するようにな
る。しかしながら、弱出力でスタートするとフイ
ラメントが加熱されるのに時間がかかり、その分
だけマグネトロンの不安定動作状態が長く続く。
従つてマグネトロンがモーデイングや不連続発振
を起こしやすいという欠点があつた。

＜目的＞ 本発明は上記に鑑みてなされたもので、加熱開
始後速やかに安定動作状態にした後、速やかに設
定された出力で高周波加熱が行なわれるようにす
ることを目的とするものである。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明の構成を第１図に示す。１０１は商用
電源を整流・平滑して直流電源を作る整流・平滑
回路、１０２はインバータ回路であり、マグネト
ロン駆動用変圧器１０４とそれに並列接続された
共振コンデンサ１０３と、変圧器１０４に直列に
接続されたスイツチング素子１０５及びダイオー
ド１０６より構成される。１０８は制御回路であ
り、出力設定手段１６の設定出力に応じたオン時
間幅で且つマグネトロン駆動用変圧器１０４の発
振周波数と同期したオン・オフパルス信号を駆動
回路１０７に与えてスイツチング素子１０５を
20KHz〜100KHz程度の周波数でスイツチング動
作させる。また制御回路１０８は、内部の計時回
路１５を利用して加熱開始から所定時間無条件に
マグネトロン１１１の出力を強出力にする出力設
定手段１６を具備している。尚、該出力設定手段
１６は操作ツマミにてマグネトロンの出力を設定
するところの第３図に示す出力設定手段１０９と
兼用している。

１１０はマグネトロン駆動回路、１１１はマグ
ネトロンである。

＜作用＞ 制御回路１０８が出力するオン（オフパルス信
号は駆動回路１０７で増幅されて、スイツチング
素子１０５に与えられる。スイツチング素子１０
５の動作状態を第４図に示す。制御回路１０８が
オン信号を出力すると、スイツチング素子１０５
は導通して、第４図中の破線のコレクタ電流Icを
マグネトロン駆動用変圧器１０４に供給する。そ
して制御回路１０８がオフ信号を出力するとスイ
ツチング素子は１０５は非導通になり、共振コン
デンサ１０３とマグネトロン駆動用変圧器１０４
とが共振回路を構成し、共振電圧がスイツチング
素子１０５のコレクタ電圧V_CEにあらわれる。イ
ンバータ回路１０２は20KHz〜100KHz程度の周
波数で動作しており、電源周期でのスイツチング
素子１０５のコレクタ電圧波形は第５図のように
なる。インバータ回路１０２で作られた高周波電
力はマグネトロン駆動用変圧器１０４の２次側昇
圧巻線によりマグネトロン駆動回路１１０に供給
され、マグネトロン１１１を動作させる。マグネ
トロン１１１の出力加熱電圧は、制御回路１０８
が出力するオン・オフパルス信号のオン時間幅に
比例する。すなわち制御回路１０８は、出力設定
手段１６の設定出力に応じたオン時間幅で、かつ
マグネトロン駆動用変圧器１０４の発振周波数と
同期したオン・オフパルス信号を駆動回路１０７
に出力する。

マグネトロン１１１に高周波電力が印加される
とまずフイラメント電流が流れてフイラメントの
温度が上昇し、アノード電流が流れ始め電子レン
ジ庫内にマイクロ波が放射される。フイラメント
にはアナードと相似の高周波電力と前記のマイク
ロ波の反射電力が印加されるので、フイラメント
の温度上昇速度は前記オン・オフパルス信号のオ
ン時間幅、すなわち加熱出力に比例する。第７図
にフイラメントの温度上昇カーブを示す。強出力
でスタートした場合は、アのカーブのように、フ
イラメント温度は急速に上昇し、マグネトロンが
安定動作する為のフイラメントしきい値温度
（θ）に時間Toで到達する。それに対して弱出力
がスタートした場合はイのカーブのように、ゆつ
くりと上昇する為、マグネトロンと不安定動作時
間が長く続く。そこで本発明では、制御回路１０
８が、スタートから一定時間(T)を計時する迄操作
ツマミによる出力設定の如何にかかわらず最大の
強出力状態を維持し、時間Ｔを計時すると、出力
設定に従つて、弱出力や中出力に切りかえる。
（第６図参照）そうするとフイラメントの温度上
昇は、例えば弱出力設定にしてスタートした場合
第７図中のウのカーブのようになる。すなわち弱
出力設定でも、中出力設定でも、強出力設定の場
合の同様に、すみやかにフイラメント温度が上昇
して、マグネトロン安定動作状態になることを示
している。一定時間Ｔは前記フイラメントしきい
値温度（θ）に到達する時間Toに対してＴ≧To
となるように設定すれば良い。

このようにしてスタートから一定時間(T)は出力
設定の如何にかかわらず最大出力で加熱するよう
にすれば、すみやかにフイラメント温度が上昇し
て、マグネトロンが安定動作状態になる。

＜実施例＞ 以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を
詳述する。尚、これによつてこの発明が限定され
るものではない。第１図はこの発明の一実施例の
回路図を第３図に対応させて示したものである。
商用電源１にスイツチ２を介して整流・平滑回路
１０１が接続されている。整流・平滑回路１０１
は整流ブリツジ３とその出力端子にチヨークコイ
ル４と平滑コンデンサ５を接続して構成されてい
る。整流・平滑回路１０１の直流出力端子にはマ
グネトロン駆動用変圧器１０４の１次巻線１０４
ａと共振コンデンサ１０３の並列共振回路が接続
され、またマグネトロン駆動用変圧器１０４とス
イツチング素子１０５の直列回路が接続され、ダ
ンパーダイオード１０６がスイツチング素子１０
５のコレクターエミツク間に逆接続されている。
マグネトロン１１１を駆動するマグネトロン駆動
回路１１０は、駆動用変圧器１０４を介して、マ
グネトロンフイラメント巻線１０４ｂとマグネト
ロン入力巻線１０４ｃを半波整流する高圧ダイオ
ード７と高圧コンデンサ６が接続されている。制
御回路１０８は電源トランス８と電源回路９によ
り直流（V_D＝−12V）を作り、スイツチング素
子１０５を高周波スイチングさせる為、出力設定
手段１６の設定出力に応じたオン時間幅のオン・
オフパルス信号をパルス発生回路１４で発生させ
る。マグネトロン駆動用変圧器１０４のマグネト
ロン入力巻線１０４ｃと相似な電圧を出力する補
巻線１０４ｄから、マグネトロン１１１の発振同
期信号をタイミング回路１１に入力して、三角波
発生回路１２のタイミングを制御する。出力設定
手段１６の出力信号と三角波電圧とを比較回路１
３でレベル比較して、パルス信号のオン・オフ時
間幅が決まる。制御回路１０８各部の電圧波形を
第８図に示す。加熱スタート時には、出力設定手
段１６は操作ツマミ１７の設定の如何にかから
ず、最大強出力信号を比較回路１３へ入力するの
で、パルス発生回路１４は最大強出力に対応した
オン時間幅のオン・オフパルス信号を出力する。
そして、計時回路１５が、第６図で説明した一定
時間(T)を計時完了すると、操作ツマミ１７の設定
通りの出力信号を出力設定手段１６が出力する。
３段出力切換の実施例の場合の加熱スタートから
のシーケンスフローチヤートを第２図に示す。こ
のようにして第６図に示した出力タイムチヤート
通りの動作を行ない、第７図のウーブを実現する
ことができる。

＜発明の効果＞ 本発明の高周波加熱装置は上記のような構成に
より、出力設定の如何にかかわらず、突入電流を
増大させることがないので、加熱開始時直後から
最大出力で加熱動作を行うことができ、短時間で
マグネトロンのフイラメント温度を上昇させ速や
かにマグネトロンを安定動作状態にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気回路図、
第２図は本発明の一実施例を説明するためのフロ
ーチヤートであり、第３図は本発明に係る高周波
加熱装置の構成を示すブロツク図、第４図ａは制
御回路の出力信号、第４図ｂはスイツチング素子
のコレクタ電流、コレクタ電圧を示す波形図、第
５図は電源周期のスイツチング素子のコレクタ電
圧波形図、第６図は加熱スタート時の出力タイム
チヤート、第７図はフイラメントの温度上昇カー
ブ、第８図は第１図の制御回路の各部における電
圧波形図である。 符号 １０１：整流・平滑回路、１０２：インバータ回
路、１０３：共振コンデンサ、１０４：マグネト
ロン駆動用変圧器、１０５：スイツチング素子、
１０６：ダイオード、１０７：駆動回路、１０
８：制御回路、１６：出力設定手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 商用電源を整流・平滑して直流電源にする整
   流・平滑回路と、 マグネトロン駆動用変圧器、該変圧器と並列も
   しくは直列接続された共振コンデンサ、前記変圧
   器と直列接続されたダイオード及び半導体スイツ
   チング素子にて構成されたインバータ回路と、 前記半導体スイツチング素子を駆動させる駆動
   回路と、 前記駆動回路を制御する制御回路と、 マグネトロン駆動回路及びマグネトロンを備え
   てなる高周波加熱装置において、 前記マグネトロン駆動用変圧器のマグネトロン
   入力巻線と相似な電圧を出力する補巻線と、 該補巻線から入力されるマグネトロンの発振同
   期信号により突入電流が最小のタイミングで前記
   半導体スイツチング素子を駆動させるタイミング
   信号を出力するタイミング回路と、 加熱開始から所定時間は無条件にマグネトロン
   の出力を強出力に設定する出力設定手段と、 該出力設定手段の信号及び前記タイミング回路
   のタイミング信号とにより前記駆動回路を制御す
   る前記制御回路とを備えた高周波加熱装置。