JPH09120887A - 電子レンジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の電子レンジは、電源投入時の突入電
流サージを抑制するための部品を、トランスレス電源回
路を構成することによって、汎用の小型電子部品を用い
て一つのプリント基板上に搭載し、低価格の電子レンジ
を提供することを目的とする。 【解決手段】 リレーユニットＲＵ１の電源回路を、フ
ァンモータＭＴ１およびターンテーブルモータＭＴ２と
直列接続にして交流電源に接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネトロンの制
御回路を直流電源にて駆動する電子レンジに関する。

【０００２】

【従来の技術】ヨーロッパの特定国（ドイツ）では、一
般家庭に設置されている電源ブレーカが特に敏感な地域
があり、電子レンジの電源投入時の突入電流によりこの
電源ブレーカが遮断する場合がある。このため従来の回
路では、電子レンジの主電源回路にこの突入電流を抑制
するための回路素子を採用していた。

【０００３】図２０は、モータタイマを採用した電子レ
ンジの従来の回路を示す。高圧トランスＨＴ１の直前に
ＡＣサージリレーＲＡ１のリレー接点とサージ抵抗Ｒ３
が挿入されている。このことによって、電子レンジの加
熱運転開始時とＡＣサージリレーＲＡ１のリレー接点が
閉じる時までの間約６msec〜２０msecの時間差を利用
し、サージ抵抗Ｒ３を介して高圧トランスＨＴ１に予励
磁電流を与え、リレー接点が閉じたときの突入電流を抑
制する。サージ抵抗Ｒ３の実施例としては、１０Ω２０
Ｗのタングステン線コイル・セメント抵抗を使用してい
た。また、本実施例では、モニタ抵抗Ｒ４として、４．
３Ω２０Ｗのタングステン線コイル・セメント抵抗を
６．３ＡのモニタヒューズＦ１に直列に接続していた。

【０００４】図２１は、図２０におけるサージ抵抗とモ
ニタ抵抗を一つにまとめた従来の他の回路を示す。本回
路は、ドアが閉じた状態では、モニタスイッチＳＷ３に
より、サージ抵抗Ｒ３ａがモニタヒューズＦ２を介しサ
ージリレー接点をバイパスする回路を形成し、電子レン
ジの加熱運転開始時点でサージリレー接点が閉じるまで
の間、高圧トランスＨＴ１に予励磁電流を与え、突入電
流を抑制する。

【０００５】ドアが開かれる状態では、モニタスイッチ
ＳＷ３が反転し、第一ドアスイッチＳＷ１の接点開路異
常を診断するためのモニタ回路を形成し、サージ抵抗Ｒ
３ａはモニタヒューズＦ２の溶断電流を定格内に納める
ためのモニタ抵抗として機能する。

【０００６】本回路は、図２０の回路と比較し、モニタ
ヒューズの遮断容量を小さくでき、最大溶断電流抑制の
ためのモニタヒューズ電力容量も小さく、小型のものが
採用可能となる。本回路では、ノイズフィルタＮＦ１の
プリント基板の拡張部分に１．６Ａのモニタヒューズと
２０Ω１０Ｗのサージ抵抗を搭載した。

【０００７】図２２は、図２１の回路におけるサージリ
レーをＡＣ電源駆動タイプから、ＤＣ電源駆動タイプに
置き換えたものである。リレー駆動電源には低圧変換ト
ランスＴ１と整流素子ＤＢ１によって構成される電源回
路が用いられている。このＤＣリレーＲＤ１への置き換
えにより、電子レンジの加熱運転開始からリレー接点動
作時までの時間差の精度が向上し、突入電流抑制効果が
安定する。

【０００８】図２３は、図２２の回路におけるＤＣリレ
ーＲＤ１の電源回路にブリーダ抵抗Ｒ６０を用いてトラ
ンスレスとした回路である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の回路で
は、電子レンジの運転開始初期の突入電流を抑制すべ
く、高圧トランスＨＴ１を予励磁するためにサージリレ
ーとサージ抵抗を用いている。

【００１０】このサージ抵抗は、高圧トランスＨＴ１の
予励磁電流（例約１５Ａ、最大２０msec）の通電エネル
ギーに耐え、かつ図２０の回路においては例えばＦ６．
３Ａタイプのモニタヒューズ、図２１〜図２３の回路に
おいては、例えばＴ１．６Ａスローブロータイプのモニ
タヒューズを確実に溶断する通電エネルギーに耐えなけ
ればならず、大きい電力耐力（１０Ω２０Ｗ、または２
０Ω１０Ｗ）のものが必要であった。このため素子形状
も大型となり、電子レンジ内部への取り付け手法もプリ
ント基板取り付けか、または個別ブラケットによる電子
レンジ本体への直取り付けかによるので、電子レンジの
生産組立工数削減とコスト削減面から憂慮すべき項目と
なっていた。

【００１１】また、ＡＣサージリレーの接点動作時間
は、リレーコイル電源投入時点の交流電源電圧の位相に
より大きく異なる。従来の回路では、６msec〜２０msec
である。このリレー動作時間が高圧トランスＨＴ１の予
励磁時間となるが、突入電流を効果的に抑制するための
リレーによるディレイタイムは約８msec程度で十分であ
り、８msec±２msec程度に収まる場合、サージ抵抗の最
大電力ストレスを低減できる。

【００１２】そこでＡＣサージリレーをＤＣサージリレ
ーに置き換えることによって、リレー接点動作時間が８
msec前後で安定し、コスト面でも廉価一般タイプのリレ
ーが採用できる利点があるが、リレー駆動のためのＤＣ
低圧電源の確保が障害となっていた。

【００１３】本発明は上記課題を解決するもので、従来
用いられていた低圧トランスや、ブリーダ抵抗を用い
ず、トランスレス電源を構成し、汎用の小型電子部品を
同一回路基板上に搭載することによって、低価格の電子
レンジを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１に記載の電子レンジは、マグネ
トロンの電源回路を開閉する開閉接点と、直流電源にて
駆動され前記開閉接点の開閉を制御する開閉制御部とを
有する開閉手段と、直流電源にて駆動される冷却ファン
のモータとを具備し、前記開閉制御部と前記冷却ファン
のモータとは直列接続にて前記直流電源に接続されるこ
とを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項２に記載の電子レンジは、
マグネトロンの電源回路を開閉する開閉接点と、直流電
源にて駆動され前記開閉接点の開閉を制御する開閉制御
部とを有する開閉手段と、直流電源にて駆動され、前記
マグネトロンの動作中を示す表示手段とを具備し、前記
開閉制御部と前記表示手段とは直列接続にて前記直流電
源に接続されることを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項３に記載の電子レンジは、
請求項１または請求項２に記載の電子レンジを構成する
手段に加えて、交流電源の電圧の位相を検出する位相検
出手段と、この位相検出手段の検出結果に基づき、マグ
ネトロンの動作開始設定時刻から所定の時間遅れた時刻
に開閉接点を閉じるように開閉制御部を制御する遅延手
段を具備することを特徴とする。

【００１７】本発明の請求項４に記載の電子レンジは、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子レ
ンジを構成する手段に加えて、開閉制御部の接続された
直流電源のオン／オフのデューティを所定に制御する出
力制御手段を具備することを特徴とする。

【００１８】本発明の請求項５に記載の電子レンジは、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子レ
ンジを構成する手段に加えて、開閉手段をＤＣリレーに
より構成したことを特徴とする。

【００１９】本発明の請求項６に記載の電子レンジは、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子レ
ンジを構成する手段に加えて、開閉手段をトライアック
により構成したことを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】図２は、本発明の第１の実施の形
態の北欧向け電子レンジの外観を示す。コントロールパ
ネル上に、運転時間設定のためのタイマツマミと、ドア
を開くためのドアボタンとが配置されている。

【００２１】本実施の形態は、モニタヒューズとサージ
抵抗の配置を、図２１の従来回路と同様とし、ＡＣリレ
ーをＤＣリレーに置き換えたものである。ＤＣリレーの
電源回路をトランスレスとするために、電子レンジのフ
ァンモータコイルと直列にダイオードブリッジを挿入
し、ファンモータ電流を整流した脈流によりＤＣリレー
を駆動することを特徴としている。つまり図２３の従来
回路におけるブリーダ抵抗をファンモータコイルのイン
ピーダンスと置き換えたことを特徴とする。

【００２２】北欧向け電子レンジの場合、電源は２２０
Ｖ５０Ｈｚであり、ＤＣ１８Ｖ程度のＤＣリレーを駆動
するためにはＤＣ４０ｍＡ程度に電流を押さえるため
に、ブリーダ抵抗を採用すると抵抗値は５ｋΩ程度とな
り、抵抗で消費される電力値は約８Ｗを消費するため、
実用的には１０Ｗから１５Ｗのブリーダ抵抗が必要とさ
れる。本実施の形態の場合、ファンモータの定常電流値
が約１００ｍＡ程度であることに着目し、これを整流
し、ＤＣリレーとの並列抵抗で分流することによってＤ
Ｃリレー電源を構成した。ＤＣリレー電流調整のための
分流抵抗は１．５Ｗ〜２．０Ｗ程度で十分であるので、
ブリーダ抵抗に比較し、プリント基板に搭載するのに適
切なサイズであり、低コスト化が可能となる。

【００２３】ファンモータは、電源電圧分割により約２
０Ｖの電圧低下の結果回転トルクが低下するが、インダ
クションモータであり電子レンジとして内部空冷効果が
満足されるようにモータコイルを調整することは十分可
能である。

【００２４】図１は本実施の形態の電子レンジの回路を
示す。回路構成は、ノイズフィルターＮＦ１を商用電源
入力部に配置し、マグネトロンＭＧ１駆動用の高圧トラ
ンスＨＴ１にいたる主電源回路として、オーブン内食品
加熱異常時に電子レンジを保護するためのオーブンサー
モカットＴＨ１、マグネトロンＭＧ１の動作異常時の保
護のためのマグネトロンサーモカットＴＨ２、以降にタ
イマ接点ＴＣ１、第１ドアスイッチＳＷ１、サージ抑制
のためのＤＣリレーＲＤ１のリレー接点、および第２ド
アスイッチＳＷ２が配置されている。

【００２５】また、電子レンジを構成する補助部品とし
て、オーブンランプＯＬ１、タイマモータＴＭ１、空冷
用のファンモータＭＴ１、ターンテーブル駆動モータＭ
Ｔ２と、本発明に係るＤＣリレーＲＤ１および電源回路
を配置したリレーユニットＲＵ１とが配置されている。

【００２６】リレーユニットＲＵ１の電源回路の構成に
おいて、従来のこの種の電源回路は、図２２に示される
低圧トランスＴ１により、ＤＣリレー駆動に必要な低圧
電源を得るか、図２３に示されるブリーダ抵抗Ｒ６によ
り電流制限を行うことで電源回路を得ていた。しかし本
回路においては、ファンモータＭＴ１およびターンテー
ブルモータＭＴ２を並列にして、リレーユニットＲＵ１
の電源回路と直列接続で２２０Ｖ、５０Ｈｚの交流電源
に接続している。モータ電流をダイオードブロックＤＢ
１で整流し、分流抵抗Ｒ５でＤＣリレー駆動に必要な電
流値に分流し、ＤＣリレーの電源を得ている。回路設計
例としては、ターンテーブルモータＭＴ２と、ファンモ
ータＭＴ１の合成消費電力約１５Ｗ程度、誘導負荷力率
約５０％として、電流は約１３０ｍＡ程度流れることに
なる。このためコイル仕様１８Ｖ４０ｍＡのＤＣリレー
を採用すると、分流抵抗Ｒ５は、２００Ω３Ｗ程度が必
要となる。

【００２７】安全基準適合のために、第１ドアスイッチ
ＳＷ１の接点溶着を監視し、接点溶着の際にはモニタヒ
ューズＦ２を溶断させることにより、電子レンジの運転
を停止するためのモニタスイッチＳＷ３と、モニタヒュ
ーズＦ２の最大溶断電流を定格値に適合させるためのモ
ニタ抵抗Ｒ３とが配置されている。

【００２８】マイクロ波電力変換のためのマグネトロン
ＭＧ１を駆動するための高圧電源回路には、高圧トラン
スＨＴ１、倍電圧整流のための高圧コンデンサＨＣ１、
高圧ダイオードＨＤ１、高圧回路短絡異常保護のための
高圧電流ヒューズＨＦ１とが設置される。

【００２９】図１の回路中の第１ドアスイッチＳＷ１お
よび第２ドアスイッチＳＷ２の接点は、ドアが閉じた状
態を示しており、タイマモータＴＭ１の時間設定のため
にタイマツマミを巻き上げると、タイマ接点ＴＣ１が閉
じ、リレーユニットＲＵ１内のモニタヒューズＦ２と、
回路保護用のヒューズ抵抗Ｆ３、整流ダイオードブロッ
クＤＢ１とＤＣリレーＲＤ１のコイルを経由しファンモ
ータＭＴ１、ターンテーブルモータＭＴ２に電源が接続
される。

【００３０】ＤＣリレーＲＤ１は，所定の時間、約８ms
ecの後にリレー接点を閉じる。このリレー接点を閉じる
までの遅延時間の間、高圧トランスＨＴ１の一次側コイ
ルには、モニタヒューズＦ２、モニタ抵抗Ｒ３、モニタ
スイッチＳＷ３のｃｏｍ−ｎｏ接点を介し、高圧トラン
スＨＴ１のコアの予備励磁電流が、モニタ抵抗Ｒ３によ
って突入電流を抑制されて流れる。次に、ＤＣリレーＲ
Ｄ１のリレー接点が閉じると、高圧回路に定常運転電流
が流れ始めるが、すでに高圧トランスＨＴ１のコアが予
備励磁されているため、残留磁界が初期励磁の極性と逆
の場合と比較し、運転初期の突入電流のピーク値は、十
分に低い値となる。ここでモニタスイッチＳＷ３の切り
替え動作によって、ドアが閉じられている状態では、モ
ニタ抵抗Ｒ３は、サージ抑制抵抗として機能し、ドアが
開かれた時点では、ｃｏｍ−ｎｃ接点を介し、モニタヒ
ューズＦ２とともに第１ドアスイッチＳＷ１のモニタ回
路として機能する。

【００３１】図１の回路においては、モニタ回路とサー
ジ電流抑制回路とが同一部品にて構成されており、モニ
タ抵抗値とモニタヒューズ容量は、それぞれの回路部品
として十分確実に機能することが要求される。このため
本実施例では、モニタヒューズＦ２に、Ｔ１．６Ａのス
ローブロータイプ［Ｔ］と、モニタ抵抗Ｒ３に、２０Ω
１０Ｗの巻線抵抗を採用した。

【００３２】電子レンジの安全基準の要求に基づく安全
保安試験項目には、部品のショート短絡テストの項目が
ある。そこで本実施の形態では、ファンモータＭＴ１短
絡の場合、および回路部品短絡の場合でも、高圧トラン
スＨＴ１に電源が供給されなくなるため、電子レンジと
しての安全を確保できる。すなわち、ファンモータＭＴ
１が短絡すると、ＤＣリレーＲＤ１のリレーコイルとリ
レー電源調整用の抵抗Ｒ５に、商用電源電圧が印加され
る。このため約１Ａを越える電流が流れ、ヒューズ抵抗
Ｆ３で定常電力の数十倍の電力が消費され数秒後に回路
が開くことになる。ヒューズ抵抗Ｆ３の実施例として、
１０Ω１／４Ｗの場合、定常運転電力は約０．１Ｗであ
るが、ファンモータＭＴ１短絡時は１０Ｗの電力消費と
なり、定格電力の約４０倍の電力により、約１秒から２
秒程度でヒューズ抵抗Ｆ３が回路を遮断しＤＣリレーＲ
Ｄ１を駆動できない状態となる。リレーユニットＲＵ１
の回路部品が短絡した場合も、同様にＤＣリレーＲＤ１
の電源が構成できず、リレー接点を駆動できなくなるの
で、電子レンジのマイクロ波加熱運転ができなくなる。
従って、いずれの状態においても電子レンジの運転は停
止され、安全を確保できる。

【００３３】上述のように、本実施の形態では電源投入
時の突入電流を抑制するためにＤＣリレーを用い、その
制御回路のＤＣ電源を、ファンモータと直列接続する構
成となっているため、従来用いられている低圧トランス
や、ブリーダ抵抗を用いないトランスレス電源が構成で
きる。このため同一回路基板上に、モニタヒューズとサ
ージ抑制を兼ねたモニタ抵抗を搭載することにより、低
コストの回路構成が可能となる。

【００３４】図３は、本発明の第２の実施の形態の北欧
向け電子レンジの外観を示す。コントロールパネル上
に、運転時間設定のためのタイマツマミと、出力を調節
するための出力調整ツマミと、ドアを開くためのドアボ
タンとが配置されている。

【００３５】本実施の形態の電子レンジは、第１の実施
の形態の電子レンジにおけるＤＣリレー駆動に際し、電
子レンジの電源投入時点における突入電流が最も抑制で
きる電源電圧位相角の時にリレー接点を閉じることを特
徴とする。

【００３６】サージリレーとしてＤＣリレーを用いるこ
とによって、リレー接点の動作時間遅延特性の変動を制
限し、リレー接点を電源の電圧位相に同期させて閉じる
ので、電源投入時の突入電流を抑制でき、サージ抵抗が
不要となる。

【００３７】通常、電子レンジの高圧電源には磁気漏洩
タイプの高圧トランスＨＴ１が採用されており、運転時
には、入力電源の電流位相が電圧位相に対してほぼ９０
°遅れている。従って電源電圧が極大値となるとき、す
なわち電源電圧波形をサイン関数とすると、電圧位相角
が９０°の時電源投入を行うと、電流値は０Ａから立ち
上がる条件となり、突入電流は極小となる。現実的には
高圧トランスＨＴ１のコアの残留磁界の程度と磁気の方
向により突入電流は極小にはならないが、実使用上十分
なピーク値抑制効果が得られる。

【００３８】ＤＣリレー電源とリレー制御回路電源は、
第１の実施の形態と同様に、ファンモータと直列に挿入
した抵抗を用いて、ＡＣ２２０Ｖの電圧を分割すること
によるトランスレス電源とした。

【００３９】さらに本実施の形態の回路では、ＤＣリレ
ー駆動に際し、ＤＣリレーを所定の周期でオン／オフの
デューティを制御するために、モータタイマに内蔵され
たデューティ制御接点を接続し、電子レンジのマイクロ
波出力可変機能を持たせた。

【００４０】図４は本実施の形態の電子レンジの回路を
示す。並列に接続されたファンモータＭＴ１およびター
ンテーブルモータＭＴ２に、直列接続されて構成された
ＤＣリレーＲＤ１の電源回路部分と、リレーコイルとの
間に、リレー接点を電源電圧の位相に同期させて閉じる
ための位相制御回路を備えており、電圧位相制御を行う
ことで、電源投入時の高圧トランスＨＴ１への突入電流
を抑制している。

【００４１】従って、モニタ抵抗Ｒ３は、高圧トランス
ＨＴ１の突入電流を抑制する機能は不要となり、モニタ
ヒューズＦ２の最大溶断電流をヒューズの仕様に納める
ための制限抵抗として機能するのみとなる。実施例とし
ては、モニタヒューズＦ２をＦ１５０ｍＡ、モニタ抵抗
Ｆ３を１５０Ω３Ｗのコイルタイプとする。このことに
よって、モニタ回路動作時、またはファンモータ短絡時
において、速やかにモニタヒューズＦ２を溶断すること
ができ、電子レンジの安全を確保できる。

【００４２】ドアを閉じタイマツマミを巻き上げると、
タイマの時限接点ＴＣ１が閉じ、オーブンランプＯＬ
１、タイマモータＴＭ２のコイル、リレーユニットＲＵ
２、並列に接続されたファンモータＭＴ１およびターン
テーブルモータＭＴ２に電源が接続される。すると位相
制御回路が、入力電圧の数回目のゼロクロスタイミング
においてＤＣリレーＲＤ１のリレーコイルに電圧を印加
し、所定の遅延時間約１１．５msec程度の後にリレー接
点が閉じる。リレーユニットＲＵ２の電源は、誘導負荷
のモータ電流により生じており、供給される電圧の位相
は、電子レンジの主電源の電圧位相から、約３．３msec
遅れている。従って、ＤＣリレーＲＤ１のリレー接点が
閉じるタイミングは、５０Ｈｚ電源の場合、高圧トラン
スＨＴ１に対し主電源電圧極大値のタイミングで投入さ
れることになり、突入電流を抑制できる。

【００４３】モニタスイッチＳＷ３は、ノーマルクロー
ズのスイッチであり、ドアが閉じているときは接点を開
いている。電子レンジの運転中に、ドアを開こうとする
場合、ドアのラッチ機構により、まず第１ドアスイッチ
ＳＷ１が主電源回路を開き、次に第２ドアスイッチＳＷ
２が主電源回路を開き、高圧トランスＨＴ１への電源供
給を２重に停止した後に、ドアが開き始めの所定の位置
でモニタスイッチＳＷ３が閉じる。このとき、第１ドア
スイッチＳＷ１の接点が溶着等の原因で回路を開くこと
ができない異常状態の場合、モニタヒューズＦ２、モニ
タ抵抗Ｒ３、モニタスイッチＳＷ３により回路が短絡
し、モニタヒューズＦ２が瞬時に溶断する。その結果、
リレーユニットＲＵ２への電源供給が遮断され、ＤＣリ
レーＲＤ１を駆動不能とする。

【００４４】図５は、本実施の形態のリレーユニットＲ
Ｕ２の回路構成を示す。この回路のダイオードブロック
ＤＢ１は、ファンモータＭＴ１の交流運転電流を整流す
る。本回路の電流は、主として四つの電流に分かれ、Ｄ
ＣリレーＲＤ１のリレーコイルを駆動する。

【００４５】電流ｉ１は、ＤＣリレーＲＤ１のリレーコ
イル駆動電流ｉ３が、所定の定格動作電流となるよう
に、分流抵抗Ｒ５に流れる電流である。トランジスタＴ
Ｒ１が、オン状態でＤＣリレーＲＤ１が動作している
時、サイリスタＳＲ１は、ゲート電圧が印加されずオフ
状態となり電流ｉ２は流れない。従って、並列に接続さ
れたファンモータＭＴ１およびターンテーブルモータＭ
Ｔ２の電流約１３０ｍＡは電流ｉ１と電流ｉ３に分流さ
れる。コイル仕様１８Ｖ４０ｍＡのＤＣリレーを用い
て、減電圧時のリレー接点の動作タイミングの特性を配
慮し、分流抵抗Ｒ５は、２８０Ω３Ｗとした。

【００４６】電流ｉ２は、トランジスタＴＲ１がオフ状
態の時、ＤＣリレーＲＤ１のリレーコイル抵抗とＲ１０
を経由し、サイリスタＳＲ１のゲートに電流が流れ、サ
イリスタＳＲ１のアノード、カソード間が、オン状態と
なることにより流れる電流である。電流ｉ２は、電源に
対し電流ｉ１と並列に流れ、その値は、抵抗Ｒ６と分流
抵抗Ｒ５によって決まる。実施例では、抵抗Ｒ６を１０
０Ω２Ｗとした。

【００４７】電流ｉ４は、電子レンジの平均出力調整の
ために設けられ、タイマに内蔵された周期的に開閉する
接点ＴＣ２が閉じることによって流れる電流であり、抵
抗Ｒ１５を経由し、主としてトランジスタＴＲ１のベー
ス電流となる。タイマ接点ＴＣ２の開閉に伴いトランジ
スタＴＲ１もオン／オフ状態となる。ここでトランジス
タＴＲ１のベース／エミッタ間に接続されたコンデンサ
Ｃ１２によって、タイマ接点ＴＣ２投入時、ＣＲ充電時
定数によるトランジスタＴＲ１のオンのタイミングに１
５msec程度の遅れを持たせている。

【００４８】電流ｉ３は、ＤＣリレーＲＤ１のリレーコ
イルに流れる電流であり、タイマ接点ＴＣ２が閉状態
で、タイマの時限接点ＴＣ１により電源が投入された時
点、または通電されている状態でタイマ接点ＴＣ２が閉
になった時点から約１５msecの後に、トランジスタＴＲ
１がオンになることにより流れ始める。ただし、トラン
ジスタＴＲ１がオンになっても、サイリスタＳＲ１がオ
ンの場合には、抵抗Ｒ６により回路電圧が低く、ＤＣリ
レーＲＤ１を駆動するのに十分な電流は流れない。

【００４９】ダイオードブロックＤＢ１から供給される
回路電流は、全波整流された脈流波形であるため、分流
抵抗Ｒ５の両端に現れる電圧波形も、電圧０Ｖを周期的
に示す脈流である。サイリスタＳＲ１は、０Ｖから始ま
る各電圧周期毎に生ずるゲート電流により、オン状態と
なり、各電圧周期終了毎にオフ状態となる。また、サイ
リスタのスイッチング特性により、いったんオン状態と
なった一つの電圧周期の間ではゲート電流が無くなって
も、その電圧周期が終了し、アノード／カソード間の電
圧が０Ｖになるまでオフ状態にならない。従って、トラ
ンジスタＴＲ１がオンとなった電圧周期の終了で、サイ
リスタＳＲ１のオフ状態になるが、トランジスタＴＲ１
はコンデンサＣ１２の充電電圧によりオン状態を継続
し、次の電圧周期以降においては、サイリスタＳＲ１は
オフのままであり、ＤＣリレーＲＤ１の駆動が開始され
る。

【００５０】図６は、タイマの時限接点ＴＣ１とタイマ
に内蔵される出力調整用接点ＴＣ２の開閉タイミングを
表している。電子レンジの出力を［ＨＩＧＨ］（１００
％）とすると、ＴＣ２はオン状態を継続するが、例とし
て［ＭＩＤ−ＨＩＧＨ］（７０％）とすると、一周期を
３０秒として、内２２秒オン、残り８秒オフの繰り返し
開閉制御となる。［ＤＥＦ］（１０％）とすると、３０
秒の内５秒オン、２５秒オフの繰り返しとなる。

【００５１】図７は、先の図５で示したリレーユニット
ＲＵ２の回路の動作を説明するための、電圧および電流
の波形図である。タイマの時限接点ＴＣ１が投入された
時点から、ＤＣリレーＲＤ１のリレー接点が閉じるまで
の２０数msec間の状況を示す。なおタイマ接点ＴＣ２は
閉じているものとする。

【００５２】（ａ）では、高圧トランスＨＴ１に加わる
電源電圧波形ａｖを示し、ファンモータＭＴ１にも同一
電圧波形が印加される。並列に接続されたファンモータ
ＭＴ１およびターンテーブルモータＭＴ２の電流波形ａ
ｉは、ＭＴ１とＭＴ２の消費電力の差により、ほぼファ
ンモータＭＴ１の動作電流として説明される。ファンモ
ータＭＴ１は隈取り型誘導モータであり、動作時の力率
ｃｏｓθは約５０％程度となるため電流位相は電圧位相
に対し約６０°遅れている。５０Ｈｚの交流電源におい
ては電源一周期が２０msecであり、位相角６０°の遅れ
は約３．３msecの遅れに相当する。

【００５３】（ｃ）は、図５のトランジスタＴＲ１のベ
ースに接続されるコンデンサＣ１２の両端電圧を示す。
電源投入により、抵抗Ｒ１５を経由しコンデンサＣ１２
が充電され電圧が上昇し、トランジスタＴＲ１が、１０
数msec後にオンとなる。トランジスタＴＲ１がオンとな
ると、電源電圧（ｅ）が上昇し、コンデンサＣ１２の充
電電圧も上昇し、トランジスタのオン状態が安定継続さ
れる。

【００５４】（ｂ）は、図５の抵抗Ｒ６の両端電圧を示
す。トランジスタＴＲ１がオフの時は、分流抵抗Ｒ５の
両端に発生する電圧の各周期毎に、ＤＣリレーＲＤ１の
リレーコイルと抵抗Ｒ１０を経由しサイリスタＳＲ１の
ゲートに電流を流し、サイリスタＳＲ１を点弧しオン状
態とする。そして電流ｉ１と電流ｉ２が流れ電源電圧
（ｅ）は、実行値が約９．５Ｖ、ピーク値が約１３．５
Ｖｐとなる。ＤＣリレーＲＤ１のリレーコイルに流れる
電流値はサイリスタＳＲ１のゲート電流程度で極少であ
り、トランジスタＴＲ１のコレクタに加わる電圧（ｂ）
もほぼ電源電圧に等しい。

【００５５】一方、トランジスタＴＲ１がオン状態にな
ると、サイリスタＳＲ１のゲート電流は流れなくなる
が、サイリスタはオン状態を継続するため、回路にＤＣ
リレーＲＤ１のリレーコイルの抵抗が並列に加わり、電
源電圧（ｅ）と抵抗Ｒ６に加わる電圧はさらに低下す
る。脈流電圧周期がいったん０ＶになるとサイリスタＳ
Ｒ１はオフ状態となり、次の脈流電圧周期の立ち上がり
時点で、トランジスタＴＲ１が、コンデンサＣ１２の充
電電荷によりオン状態を継続しているため、トランジス
タＴＲ１のコレクタ電圧（ｄ）は十分低く、サイリスタ
ＳＲ１を点弧できない。従って、ＤＣリレーＲＤ１の動
作仕様を満足する電流が流れ、ＤＣリレーＲＤ１が所定
のタイミングでリレー接点を閉じる。実施例で採用した
ＤＣリレーＲＤ１の動作時間は、直流ステップ応答で約
８msecの仕様であるため、ＤＣリレーＲＤ１のリレーコ
イルにコンデンサＣ１１を並列接続し約３．５msec動作
時間を遅延させており、（ｆ）に示すように回路脈流電
源電圧のゼロクロス時点から約１１．５msec（８＋３．
５）遅れでＤＣリレーＲＤ１のリレー接点が接続され
る。高圧トランスＨＴ１の電源電圧位相のゼロクロス時
点からは、さらに３．３msec遅れており、トータル約１
４．８msecの遅れにより、ＤＣリレーＲＤ１の接点オン
のタイミングは、高圧トランスＨＴ１の電圧位相の極大
値に合致する。

【００５６】なお、モータへの電源投入の初期は、ロー
タ回転の慣性力によりモータコイルのインピーダンスが
変化し、電流値と位相角遅れが不安定であるため、トラ
ンジスタＴＲ１のオンのタイミングを１０数msec遅らせ
ている。

【００５７】図８は、高圧トランスＨＴ１に投入される
５０Ｈｚ電源において、電圧位相角のゼロクロスタイミ
ングを角度０°とした場合に、角度をパラメータとし、
観測された突入電流波形のピーク値をプロットした図で
あり、図５または図１０に示す回路によって、ＤＣリレ
ーＲＤ１のリレー接点の動作タイミングを位相角制御し
て、突入電流が抑制された状態を示す。二つの曲線は、
突入電流観測の直前に高圧トランスＨＴ１を運転し、電
源をオフする電圧位相角も観測パラメータとし、影響の
大きい位相条件で得られた突入電流観測値である。これ
は高圧トランスＨＴ１のコアの残留磁界極性と、電源投
入時の電圧位相の極性により、突入電流が最小となる位
相角が３０°程度変わることを示している。電源投入時
のみの位相角制御で、在来の電子レンジ突入電流抑制効
果を得る場合、図において４０Ａ程度を目安とすると、
位相角約６５°から１０３°の範囲となる。すなわち電
源電圧ゼロクロスから、約４．７msec±１msecの範囲で
ＤＣリレーＲＤ１のリレー接点を閉じれば、現実的に突
入電流抑制効果が得られる。

【００５８】上記の構成によって、電源投入時、電源の
電圧位相角に基づいて制御された運転開始が可能になる
ため、突入電流抑制のためのサージ抵抗は不用となる。
従って、モニタヒューズとモニタ抵抗の仕様の組み合わ
せは、制御回路に供給する小容量の電流ヒューズと、こ
のヒューズの定格値内で溶断するために必要な値のモニ
タ抵抗で構成できるため、プリント基板搭載に適した小
型の部品が採用可能となる。また本発明においてはモニ
タヒューズ定格溶断電流値が十分小さく、ファンモータ
短絡の場合、モニタヒューズが溶断する。

【００５９】さらに、本実施の形態では、従来のタイマ
モータの時限接点に、一定の周期で（実施例として３０
秒程度の周期）高圧トランスＨＴ１の運転のデューティ
率を可変できる断続接点を付加内蔵したタイマモータを
採用した。このタイマモータの断続接点を位相制御回路
に接続することによって、電子レンジに出力調整機能を
付加した。

【００６０】このタイマモータの断続接点に流れる回路
電流は、ＤＣリレーＲＤ１の駆動用トランジスタのベー
ス電流を供給する程度の低電圧微少電流であるため、従
来の電子レンジの主回路に挿入された断続接点と比較し
小型の接点が採用できる。このため、タイマ接点の信頼
性が向上し、かつ廉価な接点部品を採用可能となる。

【００６１】図９は、本発明の第３の実施の形態であ
る、北欧向け電子レンジの回路を示す。本実施の形態
は、図４に示した回路に対し、マイクロ波出力可変機能
のために、タイマ内蔵接点を使用せず、リレーユニット
ＲＵ３の電子回路に接続された可変抵抗器ＶＲ１により
得られる電圧レベルによって、ＤＣリレーを所定の周期
でオン／オフのデューティ制御する。このために、リレ
ー制御回路に長周期の三角波発生回路と、電圧比較回路
を設けたことを特徴とする。

【００６２】電子レンジのドアを閉じ、タイマツマミを
巻き上げると、タイマ接点ＴＣ１が閉じ、リレーユニッ
トＲＵ３と直列接続され、並列に接続されたファンモー
タＭＴ１およびターンテーブルモータＭＴ２への電源が
投入される。図１０に示されるリレーユニットＲＵ３の
回路により、ＤＣリレーＲＤ１の接点が、電源電圧位相
角約９０°で閉じて、突入電流が抑制されて、高圧トラ
ンスＨＴ１に電源が投入される。そして高圧回路がマグ
ネトロンＭＧ１を駆動し、加熱運転が開始される。出力
調整には、出力調整ボリウムＶＲ１の角度調整によって
ＤＣリレーＲＤ１が断続制御されて平均出力が変更され
る。運転中ドアを開くと、ドアスイッチＳＷ１が開き、
リレーユニットＲＵ３の電源もオフとなってＤＣリレー
ＲＤ１のリレー接点が開き、回路の状態もリセットされ
る。再度ドアを閉じると初期状態から運転が開始され
る。

【００６３】図１０は、本実施の形態のリレーユニット
ＲＵ３の回路を示す。本回路は、電源構成と、ＤＣリレ
ーＲＤ１の駆動タイミングは、図５に示した電圧位相角
制御回路とほぼ同等であるが、ＤＣリレーＲＤ１の駆動
開始タイミングを求める位相ラッチ回路と、出力制御す
るためのＤＣリレーＲＤ１の断続タイミングを作り出す
ための、電圧比較回路、長周期三角波発生回路を付加し
ている。回路電流は、図５と同様に、主として四つの電
流に分かれ、ＤＣリレーＲＤ１を駆動する。

【００６４】電流ｉ１１は、ＤＣリレーＲＤ１の駆動電
流ｉ３１が、ＤＣリレーＲＤ１の所定の定格動作電流と
なるように、並列に接続された分流抵抗Ｒ５ａに流れる
電流である。トランジスタＴＲ１がオン状態で、ＤＣリ
レーＲＤ１が動作している時、サイリスタＳＲ１は、ゲ
ート電圧が印加されずオフ状態となり電流ｉ２１は流れ
ない。従って、ファンモータＭＴ１およびターンテーブ
ルモータＭＴ２の約１３０ｍＡの電流は、電流ｉ１１と
電流ｉ３１、および抵抗Ｒ７以降の電子回路に流れる電
流ｉ４１とに分流される。回路電圧は、本回路では５Ｖ
としており、回路電流ｉ４１は約２０ｍＡ程度である。
コイル仕様１８Ｖ４０ｍＡのＤＣリレーを採用し減電圧
特性を配慮して、分流抵抗Ｒ５ａは、５４０Ω３Ｗとし
た。

【００６５】電流ｉ２１は、トランジスタＴＲ１がオフ
状態の時、ＤＣリレーＲＤ１のリレーコイルの抵抗とＲ
１０を経由し、サイリスタＳＲ１のゲートに電流が流
れ、サイリスタＳＲ１のアノード、カソード間が、オン
状態となることによって流れる電流である。ＤＣリレー
ＲＤ１のオフ時に回路インピーダンスの変動を押さえ、
負荷補償を行うために、実施例として抵抗Ｒ６ａは、Ｄ
ＣリレーＲＤ１のコイル抵抗に相当する４７０Ω３Ｗを
採用した。

【００６６】電流ｉ３１は、ＤＣリレーＲＤ１のリレー
コイルに流れる電流であり、トランジスタＴＲ１がオン
になることによって流れ始める。このためコンパレータ
ＩＣ１に対する、抵抗Ｒ６ａの両端電圧と、コンパレー
タＩＣ２からの断続信号の組み合わせにより、必ず脈流
回路電圧のゼロクロス初期がトランジスタＴＲ１のオン
のタイミングとなるように電圧位相ラッチをかける回路
構成となっている。

【００６７】なお、抵抗Ｒ７とツェナーダイオードＺＤ
２とコンデンサＣ１０とによって、出力調整用断続信号
発生のための回路電源５Ｖを構成している。

【００６８】図１１は図１０のリレーユニットＲＵ３の
回路に係る機能ブロック図である。回路電源は、外部モ
ータ電流を整流した脈流を、分流抵抗Ｒ５ａその他の回
路に供給することによって、構成される。負荷補償付Ｄ
Ｃリレー駆動回路は、図１０にて説明済みなので説明を
省略する。

【００６９】位相ラッチ回路は、次の電圧比較回路出力
のＬからＨレベルに立ち上がるタイミングを、回路脈流
電圧周期の初頭タイミングにより同期を取り、ＤＣリレ
ーＲＤ１の駆動用のトランジスタＴＲ１をオン状態にす
る回路であり、コンパレータＩＣ１によって構成され
る。

【００７０】電圧比較回路は、長周期三角波発生回路の
出力電圧と、電子レンジのコントロールパネルに設置さ
れた出力調整ツマミに接続された可変抵抗器ＶＲ１によ
って設定された電圧レベルとを電圧コンパレータＩＣ２
により比較し、レベルの大小により出力をＨ／Ｌとして
コンパレータＩＣ１に入力する。

【００７１】長周期三角波発生回路は、プログラマブル
ユニジャンクショントランジスタＰＵＴを用い、抵抗Ｒ
３０とコンデンサＣ３０の充電時定数によるＣ３０の両
端電圧を、抵抗Ｒ３２とＲ３３による分割電圧で放電す
ることによる繰り返しタイマ回路により構成される。実
施例では図６に示したモータタイマ内蔵の断続接点と同
様の出力制御を行うために、約３０秒を１周期となるよ
うに回路定数を設定している。

【００７２】図１２は、図１１における電圧比較回路と
長周期三角波発生回路による出力の状況を示した。図１
２（ａ）は、電圧コンパレータＩＣ２の入力波形を示
す。図１２（ｂ）、（ｃ）は、可変抵抗器ＶＲ１の設定
電圧レベルに対する電圧コンパレータＩＣ２の出力波形
を示す。１００％レベルの場合、ＩＣ２の出力は常に
Ｈ、７０％レベルの場合、ＩＣ２の出力はＨ状態が約２
２秒となりデューティ率が７３％、１０％レベルの場
合、ＩＣ２の出力はＨ状態が約５秒となりデューティ率
が１７％となるように設定されている。なお、Ｈ状態の
デューティ時間は、マグネトロンＭＧ１の運転初期約２
秒程度フィラメントヒートアップのためにロス時間があ
り、実際の加熱運転時間としては、前述の７３％は６６
％相当、１７％は１０％相当の加熱運転時間となる。

【００７３】図１３は図１１の位相ラッチ回路の動作を
説明するための波形を示す。コンパレータＩＣ１の入力
（Ａ）には、サイリスタＳＲ１がオン状態の時に流れる
電流によって抵抗Ｒ６ａの両端に生ずる脈流電圧を、抵
抗Ｒ１１とダイオードＤ６，Ｄ７、および抵抗Ｒ２０と
Ｒ２１によって、５Ｖから１Ｖの範囲の信号となるよう
に波形整形した信号が入力される。コンパレータＩＣ１
の入力（Ｂ）には、出力調整のため、図１２（ｂ）、
（ｃ）に示すようなデューティ率を設定された波形の信
号が入力される。

【００７４】ＩＣ１の入力信号（Ｂ）がＬの時、電圧レ
ベルはぼ０Ｖであり、入力信号（Ａ）が最低１Ｖから５
Ｖまでの範囲の信号であるため、常に［Ａ＞Ｂ］が成立
し、入力端子±の関係より、ＩＣ１の出力（Ｃ）は、Ｌ
となる。ＩＣ１の入力信号（Ｂ）がＬからＨに立ち上が
った時、Ｈレベルは、抵抗Ｒ２２とＲ２３により約３Ｖ
になる。この時、入力信号（Ａ）は、脈流電圧周期の途
中であり、５Ｖと３Ｖの電圧レベルの関係より、［Ａ＞
Ｂ］であるため、ＩＣ１の出力（Ｃ）は、直ちにＨとは
ならず、Ｌを保持する。入力信号（Ａ）の脈流電圧周期
が終了し、電圧レベルが５Ｖから１Ｖになる瞬間、入力
電圧レベルの関係が［Ａ＜Ｂ］となるため、ＩＣ１の出
力（Ｃ）が反転しＨとなる。このため、ＤＣリレー駆動
用トランジスタＴＲ１が、オンとなる。トランジスタＴ
Ｒ１がオン状態となると、サイリスタＳＲ１のゲート電
流は、脈流電圧がＳＲ１に印加される直前にオフするた
め、抵抗Ｒ６ａに電流が流れず、コンパレータＩＣ１の
入力信号（Ａ）は、Ｌレベルの１Ｖを保持する。従っ
て、ＤＣリレーＲＤ１のリレーコイル両端電圧は、波形
（ＲＤ）のように、脈流電圧周期の立ち上がりに同期し
て印加される。ただし、リレーコイルには、コンデンサ
Ｃ１１が並列に接続されているため、リレー接点が閉じ
るタイミングは遅れ、約１１．５msec後に閉じる。モー
タに加わる電源電圧の位相に対し、電流位相の遅れ分約
３．３msecを加え約１４．８msecの遅れとなり、電源電
圧極大値で、高圧トランスＨＴ１に電源投入することに
なり、突入電流を抑制できる。

【００７５】上述のように、ＤＣリレーＲＤ１の駆動制
御回路に所定の周期でオン／オフのデューティ率を可変
制御できる回路を内蔵させることによって、一枚の電子
回路基板で、高圧トランスＨＴ１を断続制御し、平均出
力を調整する機能を実現できる。このため量産設計を行
う場合、モータタイマに追加接点を機構／構造的に付加
するよりも、電子回路基板に機能を組み込む方が、部材
コスト、組立コストの点で有利である。

【００７６】図１４は、他の実施の形態の、北欧向け電
子レンジの回路を示す。本実施の形態の電子レンジは、
第３の実施の形態の電子レンジの回路において、主電源
回路に挿入していたタイマ接点を、オーブンランプ、モ
ータ、リレーユニット等をまとめた回路の電源に挿入し
た。リレーユニットＲＵ３と直列に接続され，並列に接
続されたファンモータＭＴ１およびターンテーブルモー
タＭＴ２の回路に、オーブンランプＯＬ１、タイマモー
タＴＭ３がすべて並列に接続され、これをタイマ接点Ｔ
Ｃ１が開閉する。タイマ接点ＴＣ１が、主電源回路の電
流を開閉することがなく、約３００ｍＡ程度の電流開閉
容量で構成できるため、従来１０Ａから１５Ａの主電流
を開閉している接点を搭載したタイマモータの接点開閉
機構において、接点動作力を軽くすることができる。接
点動作力が軽くなると、タイマ出力軸と内部機構とのク
ラッチ機構の操作力も軽くすることが可能となる。

【００７７】電子レンジの待機状態では、タイマ接点Ｔ
Ｃ１が開いており、ＤＣリレーＲＤ１の電源がオフとな
っているため、電子回路の誤動作によって、マグネトロ
ンＭＧ１が誤作動することはない。

【００７８】上記の構成によって、モータタイマ接点Ｔ
Ｃ１をマグネトロンＭＧ１の主電源回路から取り外し、
オーブンランプ、モータ、リレーユニット等の補助部品
をまとめた回路の電源に挿入する。このことによって、
モータタイマ接点ＴＣ１に流れる電流値は、２２０Ｖ５
０Ｈｚ電源において最大でも３６０ｍＡ程度に収まる。
従来の回路では、主電源回路に流れる運転定常電流は、
６Ａから１０Ａで、運転開始の突入電流は、電圧位相角
により抑制制御しても、ピーク値３０Ａから５０Ａ程度
になり、接点条件としては非常に過酷である。本回路に
おいては、モータタイマ接点の電流容量を低く制限でき
るため、モータタイマ接点ＴＣ１は、部材面における低
コスト化が可能となり、大量生産設計において安価な制
御回路と、モータタイマが供給可能となる。

【００７９】図１５は、本発明の第４の実施の形態であ
る、北欧向け電子レンジの回路を示す。図９に示した第
３の実施の形態に対し、高圧トランスＨＴ１への主電源
開閉デバイスとして、ＤＣリレーではなく半導体スイッ
チング素子であるトライアックを用いている。ＤＣリレ
ーの動作時間は８msec程度必要であるが、トライアック
等の半導体スイッチング素子の場合極めて早い。北欧家
庭電源２２０Ｖ５０Ｈｚの場合、電源電圧ゼロクロス時
点から４．５msecないし５msec遅れたタイミングで電源
を投入すると、電圧位相角がほぼ９０°での電源投入と
なり、電圧極大値で電源投入することになるので突入電
流が抑制できる。本実施の形態では、制御回路電源を空
冷用インダクションモータの電流から得ており、インダ
クションモータの電圧／電流の位相角ずれが約６０°程
度の遅れに相当するので、回路自身での電圧位相ゼロク
ロスタイミングは、電子レンジ電源の電圧位相と比較す
ると、３．３msec程度の時間遅れる。さらに回路電圧ゼ
ロクロスを検知し、トライアックのゲートを点弧するタ
イミングを約１．２msecから１．７msec程度遅延するこ
とは容易であり、遅延時間精度も比較的高い。

【００８０】トライアックＴＡ１のゲートに対する点弧
信号のタイミングは、図９の回路でリレー接点を閉じる
タイミングと同様に行い、電源電圧位相角を約９０°に
なるように制御することによって、突入電流を抑制して
いる。リレーユニットＲＵ４の回路電源内部では、ファ
ンモータＭＴ１およびターンテーブルモータＭＴ２に流
れる位相遅れの電流によって得られる脈流電圧周期の、
約３．３msec遅れた電圧立ち上がりタイミングと、立ち
上がり電圧勾配から得られる約１．５msecの時間遅れを
利用し、合計約４．８msecの位相遅れによって、電源電
圧位相角９０°での点弧のタイミングを得ている。トラ
イアックＴＡ１のゲート点弧は、図１０の回路で用いた
リレーコイルの替わりに、フォトトライアックカプラＰ
Ｃ１を用い、主電源断続用のトライアックＴＡ１のゲー
トを点弧している。

【００８１】図１６は、図１５に示したリレーユニット
ＲＵ４の回路を示す。本回路は図１０および図１１に示
したリレーユニット回路ＲＵ３における、リレー駆動回
路部分を、フォトトライアックカプラＰＣ１の入力側Ｌ
ＥＤに置き換えた回路である。電源部分からの回路電流
は、図１０の回路と同様に、電流ｉ１２から電流ｉ４２
の分割電流で説明される。電流ｉ３２に要求される値
は、フォトトライアックカプラＰＣ１の入力ＬＥＤの駆
動電流であるため、１０ｍＡ程度でよい。電源回路電圧
も、このＬＥＤが駆動できればよいため、実施例として
分流抵抗Ｒ５ｂは、１００Ω２Ｗとし、リレーユニット
ＲＵ４の分割電圧を１０Ｖ程度としている。従って、ト
ランジスタＴＲ１がオフ状態の時、サイリスタＳＲ１に
流れる電流ｉ２２は、１０ｍＡ程度となるように、抵抗
Ｒ６ｂは、１ｋΩ程度とし、電流ｉ４２は、図１０と同
じく５Ｖ電圧で２０ｍＡとなるように抵抗Ｒ７を調整し
ている。

【００８２】位相ラッチ回路の働きにより、トランジス
タＴＲ１が、回路電源脈流電圧の立ち上がり時点でオン
となるが、フォトトライアックカプラＰＣ１の入力ＬＥ
Ｄが、出力のトライアックＴＡ１に信号を与えるタイミ
ングは、脈流電圧がツェナーダイオードＺＤ１の電圧を
越えるまで遅延される。実効値１０Ｖの脈流電圧の場
合、ピーク値の約半分の電圧となる約７Ｖ程度のツェナ
ー電圧のツェナーダイオードＺＤ１を挿入することによ
って、遅延時間約１．５msecが得られる。トランジスタ
ＴＲ１がオン状態となり、脈流電圧１周期においてコン
デンサＣ１１に充電された電荷により、フォトトライア
ックカプラＰＣ１の入力ＬＥＤが常時オン状態になるこ
とによって、主電源開閉用のトライアックＴＡ１が点弧
する。

【００８３】上述のように、半導体スイッチング素子で
あるトライアックを採用することによって、本制御回路
の電源がモータインダクティブ負荷である遅延電流を利
用していることの特徴を効果的に活用し、精度の高い電
源電圧の位相角投入制御が可能となり、効果的な突入電
流の抑制が可能となる。

【００８４】図１７は、図９に示す第３の実施の形態の
北欧向け電子レンジの回路において、図１０に示したリ
レーユニットＲＵ４に対し、図１１の回路ブロック、位
相ラッチ回路、電圧比較回路、長周期三角波発生回路
を、マイクロチップ集積回路を用い構成したリレーユニ
ットＲＵ５の回路を示す。

【００８５】電流ｉ１３から電流ｉ４３については、図
１０の回路と同様なので説明を省略する。ただし、本回
路の電源回路には、分流抵抗Ｒ５ｃに並列に平滑コンデ
ンサＣ１２を接続し、脈流電圧を平滑している。また、
負荷変動補償のための抵抗Ｒ６ｃの電流は、トランジス
タＴＲ２でスイッチングしている。マイクロチップ集積
回路ＬＳＩは、クロック発振回路、リセット回路、出力
調整用レベル設定入力回路、電源同期信号入力回路とト
ランジスタＴＲ１の駆動出力回路等の入出力Ｉ／Ｏ端子
から構成され、演算器、メモリ（ＲＡＭ／ＲＯＭ、カウ
ンタ）を内蔵するワンチップマイクロコンピュータであ
る。

【００８６】電子レンジのドアを閉じ、タイマツマミを
回すことによって、リレーユニットＲＵ５と、ファンモ
ータＭＴ１およびターンテーブルモータＭＴ２とに電源
が投入される。電源電圧がツェナーダイオードＺＤ３の
ツェナー電圧に達すると、トランジスタＴＲ３からＬＳ
Ｉのリセット端子に電圧が印加され、ＬＳＩが初期設定
の状態になる。その後、出力調整用可変抵抗器ＶＲ１か
ら得られる電源電圧の分電圧情報に基づき、１周期を約
３０秒としたオン／オフのデューティ率のオン時間を演
算する。その演算されたオン／オフのデューティに基づ
きトランジスタＴＲ１をオン状態にする際の、点弧タイ
ミングは、主電源投入に最適なタイミングとなるよう
に、ＬＳＩのクロック周期を基準として時間をカウント
することにより求めている。

【００８７】タイマ接点を閉じてから、ＤＣリレー接点
が閉じるまでの時間は、回路電源の立ち上がり時間と、
ＬＳＩの初期リセットまでに要する時間を約１５msec程
度とし、その後の初回の電源同期信号の立ち上がりを検
出した後、約３．５msec遅れで、トランジスタＴＲ１を
オンとし、さらにＤＣリレーＲＤ１の接点が約８msec後
に閉じるとすると、約２７msec要することになる。

【００８８】トランジスタＴＲ１がオン状態になると、
トランジスタＴＲ２がオフ状態となり、電源回路の負荷
量は変化せず、ＤＣリレーＲＤ１の制御が行われる。

【００８９】上述のように、電子制御回路の構成にワン
チップマイクロコンピューターＬＳＩを採用することに
よって、電子レンジの電源投入時点の電源電圧の位相角
制御による突入電流抑制、運転出力制御のための電源オ
ン／オフのデューティ制御等におけるタイミング決定の
自由度と、精度が向上し、回路ユニット間の時間偏差
が、ディスクリート部品で構成する場合に比較し少な
く、大量生産に際し効果的である。

【００９０】図１８は、本発明の第５の実施の形態であ
る、北欧向け電子レンジの回路を示す。本実施の形態
は、図９に示す第３の実施の形態の回路に対し、オーブ
ンランプＯＬ１と、ファンモータＭＴ１およびターンテ
ーブルモータＭＴ２との接続位置を入れ替えている。従
って、リレーユニットＲＵ６の回路電源は、オーブンラ
ンプＯＬ１との商用電源電圧の分割電圧にて供給される
ことを特徴としている。オーブンランプＯＬ１の仕様
は、実施例として、２２０Ｖ２５Ｗを採用しているた
め、定格電流は約１１４ｍＡである。このため、リレー
ユニットＲＵ６を直列接続することによって若干電流値
が下がり、約１０５ｍＡ程度となり、リレーユニットＲ
Ｕ６内のリレーコイルを駆動するのに十分な電源となり
得る。

【００９１】電源の電圧と電流の位相は同一であり、高
圧トランスＨＴ１への電源投入時の電流サージを抑制す
るためのタイミングは、電圧ゼロクロス時点から位相角
９０°遅れのタイミングであり、図８に示すように、電
圧ゼロクロスから約４．８msec遅延させればよい。

【００９２】図１９は、本実施の形態の電子レンジの回
路で採用されるリレーユニットＲＵ６の回路を示す。図
１８の回路のリレーユニットＲＵ６は、図１０の回路と
比較し、コンデンサＣ１１の挿入位置が異なり、ダイオ
ードＤ５以降の回路と０Ｖ電位との間に接続される。つ
まり、ＤＣリレーＲＤ１が、トランジスタＴＲ１によっ
て閉じる前に、ＤＣリレーＲＤ１の駆動用の電源を平滑
する目的で挿入される。さらに、ＤＣリレーＲＤ１は、
リレー接点の動作時間が、定格電圧において４．８msec
±１msecとなる必要から、実施例としてコイル仕様が９
Ｖ８０ｍＡのものを採用し、コイル抵抗値を下げる必要
がある。このため、回路電流の分流条件が変わり電流ｉ
１４から電流ｉ４４の値を決定する要因となる抵抗値も
変更することになる。実施例として分流抵抗Ｒ５ｄの値
は、４３０Ω１Ｗを採用し、負荷変動補償のための抵抗
Ｒ６ｄの値は、リレーコイルの抵抗値に近似する値とし
て、１２０Ω２Ｗを採用する。その他の回路構成と各部
の動作は、図１０の回路と同様なので説明を省略する。

【００９３】上記の構成によって、制御回路の電源を、
オーブンランプＯＬ１と直列接続するように構成した場
合、電圧／電流の位相ずれがなく、５０Ｈｚ電源におい
て、動作時間が４．５msecから５．５msecのＤＣリレー
を採用すると、電圧ゼロクロス時点からＤＣリレーＲＤ
１の動作時間だけの遅延によって、最適な電源投入のタ
イミングになる。このため、ＤＣリレーＲＤ１の動作遅
延のための電解コンデンサが省略でき、かつ電源投入タ
イミングの変動要因を減ずることができる。

【００９４】またファンモータからオーブンランプへの
置き換えは、他の実施の形態の回路にも適用可能であ
る。ただしオーブンランプの場合、電圧／電流の位相ず
れがなく、ＤＣリレー、または半導体スイッチング素子
の動作遅延時間の調整が必要となる。

【００９５】さらに、図２０の従来の回路で用いられ
る、ＡＣタイプのサージ抑制リレー、サージ抵抗、モニ
タ抵抗、および出力調整用の断続タイマ接点等の比較的
大型部品であって、電子レンジ製造工程で独立にセット
内部にビスで固定されている部品を、トランスレスの電
源回路構成として一枚のプリント基板に搭載してリレー
ユニットに納め、かつ一般汎用部品を用いることによっ
て大量生産を容易にすることができる。さらに従来の回
路で示される、ノイズフィルターユニットの回路基板部
品も、リレーユニットに集約一体化することによって、
電子レンジ製造工程での生産時間の削減が可能となる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に記載の電子レンジは、高圧トランスへの突入電流抑制
のために採用していたサージ抑制リレーを、小型汎用タ
イプのＤＣリレー等に置き換える際に、トランスレス電
源で実施可能となる。さらに、従来採用していた角形セ
メント抵抗の比較的大きいサイズのサージ抵抗、モニタ
抵抗が、プリント基板搭載型の一般汎用品の小型アキシ
ャルタイプの抵抗に置き換えることが可能となる。

【００９７】さらに、電子レンジの製造においては、数
種類の特殊部品を単独でセット内部に配置する必要がな
く、一枚のプリント回路基板をセットに取り付け、数個
のコネクタ化された配線の束を接続することにより配線
が完了することは、生産効率の向上によるコストの低下
と、誤配線等の作業ミスが低減する。

【００９８】また、電子レンジ内部配線のリード線束の
設計において、複数の部品が一枚の基板にまとめられた
場合、基板内部に配置された部品間での接続部分が省略
でき、極めて単純化されたリード線束の設計が実現で
き、低コスト化が可能となる。

【００９９】以上により、部品材料費の削減と、生産工
程における工程経費が削減でき、より廉価な電子レンジ
を市場に供給できる。

【０１００】本発明の請求項２に記載の電子レンジは、
モータの替わりに、マグネトロンの動作中を示す表示手
段を用いて電圧分割することによって、電圧／電流の位
相ずれが無く、安定したタイミングで電源投入できる。

【０１０１】本発明の請求項３に記載の電子レンジは、
開閉接点を交流電源の電圧位相に同期させて閉じるの
で、電源投入時の突入電流を抑制でき、サージ抵抗が不
要となる。

【０１０２】本発明の請求項４に記載の電子レンジは、
電源のオン／オフのデューティを制御することによっ
て、マイクロ波出力を可変とすることができ、より付加
価値の高い製品を提供できる。

【０１０３】さらに出力調整用の断続制御も電子回路化
することにより、一枚のプリント基板に、汎用タイプの
電子回路部品を搭載することが可能となる。一般汎用小
型電子部品を、一枚のプリント基板に集約することよ
り、大量生産が容易になり、低コスト化が可能となる。

【０１０４】本発明の請求項５に記載の電子レンジは、
開閉手段としてＤＣリレーを用いることによって、リレ
ー接点の動作時間が安定し、かつ低価格の部品を使用で
きる。

【０１０５】本発明の請求項６に記載の電子レンジは、
開閉手段としてトライアックを用いることによって、電
源電圧の位相角に基づき、高い時間精度で電源投入し、
突入電流を効果的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の電子レンジの回路
を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の北欧向け電子レン
ジの外観を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の北欧向け電子レン
ジの外観を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の電子レンジの回路
を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態のリレーユニットの
回路を示す図である。

【図６】タイマの時限接点と出力調整用接点の開閉タイ
ミングを表す図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態のリレーユニットの
回路の動作を説明するための電流および電圧の波形を示
す図である。

【図８】電源電圧位相角をパラメータとした電源投入時
の突入電流のピーク値をプロットした図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態の北欧向け電子レン
ジの回路を示す図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態のリレーユニット
の回路を示す図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態のリレーユニット
の回路の機能ブロック図である。

【図１２】電圧比較回路と長周期三角波発生回路による
出力の状況を示す図である。

【図１３】位相ラッチ回路の動作を説明するための波形
を示す図である。

【図１４】本発明の実施の形態の北欧向け電子レンジの
回路を示す図である。

【図１５】本発明の第４の実施の形態の北欧向け電子レ
ンジの回路を示す図である。

【図１６】本発明の第４の実施の形態のリレーユニット
の回路を示す図である。

【図１７】本発明の実施の形態であるマイクロチップ集
積回路を用いたリレーユニットの回路を示す図である。

【図１８】本発明の第５の実施の形態の北欧向け電子レ
ンジの回路を示す図である。

【図１９】本発明の第５の実施の形態のリレーユニット
の回路を示す図である。

【図２０】モータタイマを採用した従来の電子レンジの
回路を示す図である。

【図２１】サージ抵抗とモニタ抵抗を一つにまとめた従
来の電子レンジの回路を示す図である。

【図２２】低圧トランス電源によるＤＣサージリレーを
用いた従来の電子レンジの回路を示す図である。

【図２３】ブリーダ抵抗利用の電源によるＤＣサージリ
レーを用いた従来の電子レンジの回路を示す図である。

【符号の説明】

ＲＵ１〜６ リレーユニット ＤＢ１ ダイオードブロック ＲＤ１ ＤＣリレー ＭＴ１ ファンモータ ＭＴ２ ターンテーブルモータ ＯＬ１ オーブンランプ ＴＭ１〜３ タイマモータ ＨＴ１ 高圧トランス ＭＧ１ マグネトロン ＮＦ１ ノイズフィルタ ＴＡ１ トライアック

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネトロンを備えた電子レンジにおい
   て、 マグネトロンの電源回路を開閉する開閉接点と、直流電
   源にて駆動され前記開閉接点の開閉を制御する開閉制御
   部とを有する開閉手段と、 直流電源にて駆動される冷却ファンのモータとを具備
   し、 前記開閉制御部と前記冷却ファンのモータとは直列接続
   にて前記直流電源に接続されることを特徴とする電子レ
   ンジ。
2. 【請求項２】 マグネトロンを備えた電子レンジにおい
   て、 マグネトロンの電源回路を開閉する開閉接点と、直流電
   源にて駆動され前記開閉接点の開閉を制御する開閉制御
   部とを有する開閉手段と、 直流電源にて駆動され、前記マグネトロンの動作中を示
   す表示手段とを具備し、 前記開閉制御部と前記表示手段とは直列接続にて前記直
   流電源に接続されることを特徴とする電子レンジ。
3. 【請求項３】 交流電源の電圧の位相を検出する位相検
   出手段と、 この位相検出手段の検出結果に基づき、マグネトロンの
   動作開始設定時刻から所定の時間遅れた時刻に開閉接点
   を閉じるように開閉制御部を制御する遅延手段を具備す
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電
   子レンジ。
4. 【請求項４】 開閉制御部の接続された直流電源のオン
   ／オフのデューティを所定に制御する出力制御手段を具
   備することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
   れか１項に記載の電子レンジ。
5. 【請求項５】 開閉手段をＤＣリレーにより構成したこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   に記載の電子レンジ。
6. 【請求項６】 開閉手段をトライアックにより構成した
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１
   項に記載の電子レンジ。