JPH1187050A - High-frequency heating device - Google Patents
High-frequency heating deviceInfo
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- JPH1187050A JPH1187050A JP24506597A JP24506597A JPH1187050A JP H1187050 A JPH1187050 A JP H1187050A JP 24506597 A JP24506597 A JP 24506597A JP 24506597 A JP24506597 A JP 24506597A JP H1187050 A JPH1187050 A JP H1187050A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子レンジなどマグ
ネトロンを用いた高周波加熱装置に関するものである。The present invention relates to a high-frequency heating apparatus using a magnetron such as a microwave oven.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の高周波加熱装置について図面を用
いて説明する。本発明に先立って図１０に示すマグネト
ロン駆動用電源を提案した。図１０において、１は直流
電源、４は第１の共振コンデンサ、５は第２の共振コン
デンサ、６は第２の半導体スイッチング素子、３は第１
の半導体スイッチング素子、７は駆動回路、２はリーケ
ージ型トランス、８は全波倍電圧整流回路、９はマグネ
トロンである。2. Description of the Related Art A conventional high-frequency heating apparatus will be described with reference to the drawings. Prior to the present invention, a magnetron driving power supply shown in FIG. 10 was proposed. 10, 1 is a DC power supply, 4 is a first resonance capacitor, 5 is a second resonance capacitor, 6 is a second semiconductor switching element, 3 is a first semiconductor switching element.
, A drive circuit, 2 a leakage type transformer, 8 a full-wave voltage rectifier circuit, and 9 a magnetron.
【０００３】駆動回路７は、その内部に第１の半導体ス
イッチング素子３と第２の半導体スイッチング素子６の
駆動信号をつくるための、発振器１１が構成されてい
る。この発振器１２で所定周波数とデューティーの信号
が発生され、第１の半導体スイッチング素子３に駆動信
号を与えている。第２の半導体スイッチング素子６に
は、第１の半導体スイッチング素子３の駆動信号の反転
信号に遅れ時間を持たせた信号が駆動部１３により与え
られている。The driving circuit 7 includes an oscillator 11 for generating driving signals for the first semiconductor switching element 3 and the second semiconductor switching element 6 therein. A signal of a predetermined frequency and a duty is generated by the oscillator 12, and a drive signal is given to the first semiconductor switching element 3. To the second semiconductor switching element 6, a signal obtained by adding a delay time to an inverted signal of the driving signal of the first semiconductor switching element 3 is given by the driving unit 13.
【０００４】この回路の動作について図１１及び図１２
を用いて説明する。まず、第１の半導体スイッチング素
子３が導通している場合、直流電源１以降の主要回路部
分の等価回路は図１１（ａ）のようになり、コレクタ電
流Ｉｃがリーケージ型トランス２の１次巻線を通って平
滑コンデンサ１０からエネルギーが供給される。この
時、コレクタ電流Ｉｃは（１）式で表され、図１２
（イ）のようになり直線的に増加する。FIGS. 11 and 12 show the operation of this circuit.
This will be described with reference to FIG. First, when the first semiconductor switching element 3 is conducting, an equivalent circuit of a main circuit portion after the DC power supply 1 is as shown in FIG. 11A, and the collector current Ic is reduced by the primary winding of the leakage type transformer 2. Energy is supplied from the smoothing capacitor 10 through the wire. At this time, the collector current Ic is expressed by equation (1), and FIG.
As shown in (a), it increases linearly.
【０００５】Ｉｃ＝ＶC10 ×ｔON／Ｌ1 （１） 次に、第１の半導体スイッチング素子３がオフすると、
等価回路は図１１（ｂ）の様になり、リーケージ型トラ
ンス２の１次巻線と第１の共振コンデンサ４の共振現象
によって図１２（ロ）のように第１の半導体スイッチン
グ素子３に印加する電圧が上昇する。この電圧が上昇を
続け、第２の共振コンデンサ５の初期値に到達すると、
第２の半導体スイッチング素子６を構成するダイオード
が導通し、第２の共振コンデンサ５の充電が始まり、等
価回路は図１１（ｃ）の状態に移る。第２の共振コンデ
ンサ５の容量は、第１の共振コンデンサ４の容量に対し
て大きい値に設定されているので、図１１（ｃ）の状態
に移ることによって、第１の半導体スイッチング素子３
に印加する電圧の傾きは、図１２（ハ）のように急激に
緩やかになる。この期間中に、第２の半導体スイッチン
グ素子６にオン信号を送ることにより、充電が完了する
と今度は第２の共振コンデンサ５が放電を始め、第１の
半導体スイッチング素子３に印加する電圧が図１２
（ニ）のように下降し始め、等価回路は図１１（ｄ）の
状態となる。任意の時間で第２の半導体スイッチング素
子６を構成するトランジスタを遮断すると、等価回路は
図１１（ｅ）の状態となり、再び第１の共振コンデンサ
４とリーケージ型トランス２の１次巻線との共振動作と
なる。このため第１の半導体スイッチング素子３に印加
する電圧の傾きは図１２（ホ）のように急峻となり、第
１の共振コンデンサ４の持っているエネルギーによって
零に向かって下降していく。第１の半導体スイッチング
素子３に印加する電圧が零となった時点で、第１の半導
体スイッチング素子３を構成するダイオードが導通し、
等価回路は図１１（ｆ）のようになる。第１の半導体ス
イッチング素子３の電圧電流波形は図１２（ヘ）のよう
になり、リーケージ型トランス２の１次巻線を介して、
平滑コンデンサ１０が充電される。この期間中に第１の
半導体スイッチング素子３を構成しているトランジスタ
を導通させておくことにより、再び状態（イ）から同様
な動作を繰り返す。Ic = V C10 × t ON / L 1 (1) Next, when the first semiconductor switching element 3 is turned off,
The equivalent circuit is as shown in FIG. 11B, and is applied to the first semiconductor switching element 3 as shown in FIG. 12B by the resonance phenomenon of the primary winding of the leakage type transformer 2 and the first resonance capacitor 4. Voltage rises. When this voltage continues to rise and reaches the initial value of the second resonance capacitor 5,
The diode constituting the second semiconductor switching element 6 becomes conductive, the charging of the second resonance capacitor 5 starts, and the equivalent circuit shifts to the state shown in FIG. Since the capacitance of the second resonance capacitor 5 is set to a value larger than the capacitance of the first resonance capacitor 4, by shifting to the state of FIG.
The slope of the voltage applied to becomes sharply gentle as shown in FIG. By sending an ON signal to the second semiconductor switching element 6 during this period, when the charging is completed, the second resonance capacitor 5 starts discharging, and the voltage applied to the first semiconductor switching element 3 decreases. 12
As shown in FIG. 11D, the equivalent circuit starts to fall, and the equivalent circuit is in the state shown in FIG. When the transistor constituting the second semiconductor switching element 6 is cut off at an arbitrary time, the equivalent circuit is in the state shown in FIG. 11E, and the first resonance capacitor 4 and the primary winding of the leakage type transformer 2 are connected again. Resonant operation occurs. Therefore, the slope of the voltage applied to the first semiconductor switching element 3 becomes steep as shown in FIG. 12E, and falls toward zero by the energy of the first resonance capacitor 4. When the voltage applied to the first semiconductor switching element 3 becomes zero, the diode constituting the first semiconductor switching element 3 conducts,
The equivalent circuit is as shown in FIG. The voltage-current waveform of the first semiconductor switching element 3 is as shown in FIG. 12 (f), and via the primary winding of the leakage type transformer 2,
The smoothing capacitor 10 is charged. By keeping the transistor constituting the first semiconductor switching element 3 conductive during this period, the same operation is repeated again from the state (a).
【０００６】このような動作をすることにより第１の半
導体スイッチング素子３がオフする際のスイッチング損
失を低減させる動作を実現し、かつ、第２の共振コンデ
ンサ５の働きによって、第１の半導体スイッチング素子
３に印加する電圧を低減することができる。By performing such an operation, an operation of reducing the switching loss when the first semiconductor switching element 3 is turned off is realized, and the first semiconductor switching element 5 is operated by the second resonance capacitor 5. The voltage applied to the element 3 can be reduced.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負荷と
なるマグネトロン９は管内放電などのように、急激なイ
ンピーダンス変化を起こすものである。このように急激
なインピーダンス変化を起こした際に、前述した共振回
路の動作に影響を与える。すなわち、リーケージ型トラ
ンス２の等価回路は図１３（ａ）に示すような構成であ
り、リーケージ分のインダクタンスと理想トランスで表
現することができる。一方、マグネトロン９が管内放電
等のインピーダンス変化を起こした場合、リーケージ型
トランス２の２次側の負荷が無くなってしまうため、リ
ーケージ型トランス２の等価回路は図１３（ｂ）のよう
になり、リーケージ分のインダクタンスしか持たなくな
る。このため、（１）式で示される第１の半導体スイッ
チング素子３を流れる電流の傾きが大きくなり、その動
作波形は図１４に示すようになる。このため、第１の半
導体スイッチング素子３に過大な電流及び電圧が継続的
に印加することになり、第２の共振コンデンサ５の効果
によって得られた電圧低減効果を損なってしまうという
課題があった。However, the magnetron 9 serving as a load causes a sudden change in impedance, such as discharge in a tube. Such a sudden change in impedance affects the operation of the above-described resonance circuit. That is, the equivalent circuit of the leakage type transformer 2 has a configuration as shown in FIG. 13A, and can be expressed by an inductance corresponding to the leakage and an ideal transformer. On the other hand, when the magnetron 9 causes an impedance change such as discharge in a tube, the load on the secondary side of the leakage type transformer 2 is eliminated, and the equivalent circuit of the leakage type transformer 2 is as shown in FIG. It has only leakage inductance. Therefore, the slope of the current flowing through the first semiconductor switching element 3 represented by the equation (1) becomes large, and the operation waveform becomes as shown in FIG. For this reason, an excessive current and voltage are continuously applied to the first semiconductor switching element 3, and the voltage reduction effect obtained by the effect of the second resonance capacitor 5 is impaired. .
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】商用電源を整流して得ら
れる直流電源と前記直流電源の出力を平滑する平滑コン
デンサと、リーケージ型の昇圧トランスと、前記昇圧ト
ランスの１次巻線に直列に接続される第１の半導体スイ
ッチング素子と、前記昇圧トランスの１次巻線に直列又
は並列に接続される第１の共振コンデンサと、前記昇圧
トランスの１次巻線に直列又は並列に接続される第２の
半導体スイッチング素子と第２の共振コンデンサの直列
接続体と、高圧整流回路と、マグネトロンと、駆動回路
から成り、前記高圧整流回路は前記昇圧トランスの２次
巻線の出力を受け、マグネトロンに電力を伝送し、前記
昇圧トランスの１次巻線と前記第１の半導体スイッチン
グ素子の直列接続体は前記平滑コンデンサの出力に並列
に接続し、前記第１および第２の半導体スイッチ素子を
駆動する前記駆動回路は電圧検知手段と停止指令手段を
有するとともに、前記電圧検知手段は前記平滑コンデン
サの出力電圧が負となったことを検出すると前記停止指
令手段に信号を送り、前記停止指令手段はこの信号に基
づき駆動回路を停止するよう構成することにより、マグ
ネトロンのインピーダンス変化によって、平滑コンデン
サの電圧振幅が増加し、この電圧が負となったことを検
出して、高周波加熱装置は動作を停止する。このため、
第１の半導体スイッチング素子に過電流，過電圧が継続
的に印加することがない。A DC power supply obtained by rectifying a commercial power supply, a smoothing capacitor for smoothing the output of the DC power supply, a leakage type step-up transformer, and a primary winding of the step-up transformer are connected in series. A first semiconductor switching element connected thereto, a first resonance capacitor connected in series or parallel to a primary winding of the step-up transformer, and a series connection or parallel connected to a primary winding of the step-up transformer A high-voltage rectifier circuit; a magnetron; and a drive circuit. The high-voltage rectifier circuit receives an output of a secondary winding of the step-up transformer, and receives an output of the magnetron. And a series connection of a primary winding of the step-up transformer and the first semiconductor switching element is connected in parallel to an output of the smoothing capacitor, And the drive circuit for driving the second semiconductor switch element has voltage detection means and stop command means, and when the voltage detection means detects that the output voltage of the smoothing capacitor has become negative, the stop command means By sending a signal, the stop command means is configured to stop the drive circuit based on this signal, thereby detecting that the voltage amplitude of the smoothing capacitor increases due to the impedance change of the magnetron and that this voltage becomes negative. Then, the high-frequency heating device stops operating. For this reason,
Overcurrent and overvoltage are not continuously applied to the first semiconductor switching element.
【０００９】また、電圧検知手段は平滑コンデンサの出
力電圧を検出し、所定のしきい値を越えると停止指令手
段に信号を伝送する構成とすることにより、マグネトロ
ンのインピーダンス変化によって、平滑コンデンサの電
圧振幅が増加し、この電圧が所定値以上となったことを
検出して、高周波加熱装置は動作を停止する。このた
め、第１の半導体スイッチング素子に過電流，過電圧が
継続的に印加することがない。The voltage detecting means detects the output voltage of the smoothing capacitor, and transmits a signal to the stop command means when the output voltage exceeds a predetermined threshold value. Upon detecting that the amplitude has increased and this voltage has become equal to or greater than the predetermined value, the high-frequency heating device stops operating. Therefore, overcurrent and overvoltage are not continuously applied to the first semiconductor switching element.
【００１０】また、電圧検知手段は平滑コンデンサの出
力電圧を検出し、所定のしきい値以上または所定のしき
い値以下になると停止指令手段に信号を伝送する構成と
することにより、マグネトロンのインピーダンス変化に
よって、平滑コンデンサの電圧振幅が増加し、この電圧
が所定値以上あるいは負となったことを検出して、高周
波加熱装置は動作を停止する。このため、第１の半導体
スイッチング素子に過電流，過電圧が継続的に印加する
ことがない。Further, the voltage detecting means detects the output voltage of the smoothing capacitor and transmits a signal to the stop command means when the output voltage becomes equal to or higher than a predetermined threshold value or lower than the predetermined threshold value. Due to the change, the voltage amplitude of the smoothing capacitor increases, and when the voltage is detected to be equal to or more than a predetermined value or negative, the high-frequency heating device stops operating. Therefore, overcurrent and overvoltage are not continuously applied to the first semiconductor switching element.
【００１１】また、電圧検出手段は平滑コンデンサの出
力電圧の傾きを検出し、負の方向の傾きが所定のしきい
値以下になると停止指令手段に信号を伝送する構成とす
ることにより、マグネトロンのインピーダンス変化によ
って、平滑コンデンサの電圧振幅が増加し、その充電の
傾きが所定値以下となったことを検出して、高周波加熱
装置は動作を停止する。このため、第１の半導体スイッ
チング素子に過電流，過電圧が継続的に印加することが
ない。The voltage detecting means detects the slope of the output voltage of the smoothing capacitor and transmits a signal to the stop command means when the slope in the negative direction becomes equal to or less than a predetermined threshold value. The high-frequency heating device stops operating when it detects that the voltage amplitude of the smoothing capacitor has increased due to the impedance change and the charging gradient has become less than or equal to a predetermined value. Therefore, overcurrent and overvoltage are not continuously applied to the first semiconductor switching element.
【００１２】また、電圧検出手段は平滑コンデンサの出
力電圧の傾きを検出し、正の方向の傾きが所定のしきい
値以上になると停止指令手段に信号を伝送する構成とす
ることにより、マグネトロンのインピーダンス変化によ
って、平滑コンデンサの電圧振幅が増加し、その充電の
傾きが所定値以上となったことを検出して、高周波加熱
装置は動作を停止する。このため、第１の半導体スイッ
チング素子に過電流，過電圧が継続的に印加することが
ない。Further, the voltage detecting means detects the slope of the output voltage of the smoothing capacitor, and transmits a signal to the stop command means when the slope in the positive direction becomes equal to or more than a predetermined threshold value. Due to the impedance change, the voltage amplitude of the smoothing capacitor increases, and it is detected that the charging gradient has become a predetermined value or more, and the high-frequency heating device stops operating. Therefore, overcurrent and overvoltage are not continuously applied to the first semiconductor switching element.
【００１３】また、電圧検出手段は平滑コンデンサの出
力電圧の傾きを検出し、負の方向の傾きが所定のしきい
値以下または正の方向の傾きが所定のしきい値以上にな
ると停止指令手段に信号を伝送する構成とすることによ
り、マグネトロンのインピーダンス変化によって、平滑
コンデンサの電圧振幅が増加し、その充電の傾きが所定
値以上または所定値以下となったことを検出して、高周
波加熱装置は動作を停止する。このため、第１の半導体
スイッチング素子に過電流，過電圧が継続的に印加する
ことがない。The voltage detecting means detects the slope of the output voltage of the smoothing capacitor, and when the slope in the negative direction is less than a predetermined threshold value or the slope in the positive direction becomes more than a predetermined threshold value, the stop command means. The high frequency heating device detects that the voltage amplitude of the smoothing capacitor has increased due to a change in the impedance of the magnetron due to a change in the impedance of the magnetron, and that the charging gradient has become a predetermined value or more. Stops operation. Therefore, overcurrent and overvoltage are not continuously applied to the first semiconductor switching element.
【００１４】また、停止指令手段は第１の半導体スイッ
チ素子が所定の時間導通した後に停止指令を発する構成
することにより、平滑コンデンサの電圧が低い状態で動
作停止するため、動作停止後に発生する振動電圧によっ
て第１の半導体スイッチング素子に印加する電圧が上昇
することを抑制することができる。Further, the stop command means is configured to issue a stop command after the first semiconductor switch element has been turned on for a predetermined time, so that the operation is stopped when the voltage of the smoothing capacitor is low. An increase in the voltage applied to the first semiconductor switching element due to the voltage can be suppressed.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】商用電源を整流して得られる直流
電源と前記直流電源の出力を平滑する平滑コンデンサ
と、昇圧トランスと、前記昇圧トランスの１次巻線に直
列に接続される第１の半導体スイッチング素子と、前記
昇圧トランスの１次巻線に直列又は並列に接続される第
１の共振コンデンサと、前記昇圧トランスの１次巻線に
直列又は並列に接続される第２の半導体スイッチング素
子と第２の共振コンデンサの直列接続体と、高圧整流回
路と、マグネトロンと、駆動回路から成り、前記高圧整
流回路は前記昇圧トランスの２次巻線の出力を受け、マ
グネトロンに電力を伝送し、前記昇圧トランスの１次巻
線と前記第１の半導体スイッチング素子の直列接続体は
前記平滑コンデンサの出力に並列に接続し、前記第１お
よび第２の半導体スイッチ素子を駆動する前記駆動回路
は電圧検知手段と停止指令手段を有するとともに、前記
電圧検知手段は前記平滑コンデンサの出力電圧が負とな
ったことを検出すると前記停止指令手段に信号を送り、
前記停止指令手段はこの信号に基づき駆動回路を停止す
るよう構成した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A DC power supply obtained by rectifying a commercial power supply, a smoothing capacitor for smoothing the output of the DC power supply, a boosting transformer, and a first transformer connected in series to a primary winding of the boosting transformer. Semiconductor switching element, a first resonance capacitor connected in series or parallel to the primary winding of the boosting transformer, and a second semiconductor switching connected in series or parallel to the primary winding of the boosting transformer A high-voltage rectifier circuit, a magnetron, and a drive circuit. The high-voltage rectifier circuit receives the output of the secondary winding of the step-up transformer and transmits power to the magnetron. A series connection of a primary winding of the step-up transformer and the first semiconductor switching element is connected in parallel to an output of the smoothing capacitor; Together with the driving circuit for driving the pitch element has a stop command means and voltage detection means, said voltage sensing means sends a signal to the stop command means and detects that the output voltage of the smoothing capacitor becomes negative,
The stop command means is configured to stop the drive circuit based on this signal.
【００１６】電圧検知手段は平滑コンデンサの出力電圧
を検出し、所定のしきい値を越えると停止指令手段に信
号を伝送する構成とした高周波加熱装置。A high frequency heating apparatus wherein the voltage detecting means detects the output voltage of the smoothing capacitor and transmits a signal to the stop command means when the output voltage exceeds a predetermined threshold value.
【００１７】電圧検出手段は平滑コンデンサの出力電圧
の傾きを検出し、負の方向の傾きが所定のしきい値以下
になると停止指令手段に信号を伝送する構成とした。The voltage detecting means detects the slope of the output voltage of the smoothing capacitor, and transmits a signal to the stop command means when the slope in the negative direction falls below a predetermined threshold value.
【００１８】電圧検出手段は平滑コンデンサの出力電圧
の傾きを検出し、正の方向の傾きが所定のしきい値以上
になると停止指令手段に信号を伝送する構成とした。The voltage detecting means detects the slope of the output voltage of the smoothing capacitor, and transmits a signal to the stop command means when the slope in the positive direction exceeds a predetermined threshold value.
【００１９】電圧検出手段は平滑コンデンサの出力電圧
の傾きを検出し、負の方向の傾きが所定のしきい値以下
または正の方向の傾きが所定のしきい値以上になると停
止指令手段に信号を伝送する構成とした。The voltage detecting means detects the slope of the output voltage of the smoothing capacitor, and when the slope in the negative direction becomes less than a predetermined threshold value or the slope in the positive direction becomes more than a predetermined threshold value, a signal is sent to the stop command means. Is transmitted.
【００２０】停止指令手段は第１の半導体スイッチング
素子が所定の時間導通した後に停止指令を発する構成と
した。The stop command means is configured to issue a stop command after the first semiconductor switching element has been conducting for a predetermined time.
【００２１】[0021]
【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２２】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
を示す回路図であり、従来例と同一符号を付したものは
同一の構成要素であり詳細な説明は省略する。電圧検出
手段１６は平滑コンデンサ１０の電圧を検出する構成と
なっている。１５は停止指令手段であり電圧検出手段１
６の出力信号によって、駆動部１３と出力指令部１４に
停止指令を送る構成となっている。以下、この動作の詳
細な説明を行う。(Embodiment 1) FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. Components designated by the same reference numerals as those of the conventional example are the same components, and a detailed description thereof will be omitted. The voltage detecting means 16 is configured to detect the voltage of the smoothing capacitor 10. Reference numeral 15 denotes stop command means, and voltage detection means 1
6, a stop command is sent to the drive unit 13 and the output command unit 14. Hereinafter, this operation will be described in detail.
【００２３】高周波加熱装置が動作中にマグネトロン９
が管内放電などによって急激なインピーダンス変化を起
こすと、すでに従来例において説明したように、リーケ
ージ型トランス２の１次巻線のインダクタンスが急激に
減少し、図２の時刻Ｔ１以降のように第１の半導体スイ
ッチング素子３を流れる電流が急激に増大し始める。こ
の結果、第１の半導体スイッチング素子３が導通してい
る期間中、平滑コンデンサ１０はリーケージ型トランス
２の１次巻線を通じて放電することになり電圧が減少す
る。第１の半導体スイッチング素子３がオフすると直流
電源１から充電が行われるため、電圧が上昇に転じる。
共振期間が終わって第１の半導体スイッチング素子３を
構成するダイオードが導通すると、この電流によって平
滑コンデンサ１０は充電される。管内放電などによって
マグネトロン９のインピーダンスが極端に低くなってい
るときは、リーケージ型トランス２の２次側での電力消
費が非常に小さくなるためこのダイオード電流は、第１
の半導体スイッチ素子３がオフしたときと同じ位の電流
値となる。このため平滑コンデンサ１０の充電電流が大
きくなり、電圧ピークが上昇する。次に第１の半導体ス
イッチング素子３を構成するトランジスタが導通する
と、平滑コンデンサ１０の電圧が高いため、さらに大き
な傾きの電流を流し始める。このような平滑コンデンサ
１０の充放電動作を繰り返すことによって、平滑コンデ
ンサ１０の電圧の振幅が大きくなっていく。何度か動作
を繰り返し、平滑コンデンサ１０の電圧が所定の値以下
となった時点Ｔ２で、電圧検出手段１６に備えられたダ
イオードが導通し、比較器の反転入力端子の電圧が図２
（ｄ）のように低くなり、基準信号以下となるため、比
較器が図２（ｅ）の出力を発する。この信号に基づいて
停止指令手段１５は停止指令を発し、高周波加熱装置の
動作が停止し、第１の半導体スイッチング素子３に過大
な電流電圧が継続的に印加することを防止できるという
効果を有する。During operation of the high-frequency heating device, the magnetron 9
Causes a sudden change in impedance due to discharge in the tube or the like, as already described in the conventional example, the inductance of the primary winding of the leakage type transformer 2 sharply decreases, and as shown at time T1 in FIG. The current flowing through the semiconductor switching element 3 of FIG. As a result, while the first semiconductor switching element 3 is conducting, the smoothing capacitor 10 is discharged through the primary winding of the leakage type transformer 2 and the voltage decreases. When the first semiconductor switching element 3 is turned off, charging is performed from the DC power supply 1, so that the voltage starts increasing.
When the diode forming the first semiconductor switching element 3 becomes conductive after the resonance period ends, the smoothing capacitor 10 is charged by this current. When the impedance of the magnetron 9 is extremely low due to discharge in a tube or the like, the power consumption on the secondary side of the leakage type transformer 2 becomes very small.
The current value is the same as when the semiconductor switch element 3 is turned off. Therefore, the charging current of the smoothing capacitor 10 increases, and the voltage peak increases. Next, when the transistor constituting the first semiconductor switching element 3 is turned on, the voltage of the smoothing capacitor 10 is high, so that a current having a larger gradient starts to flow. By repeating the charging / discharging operation of the smoothing capacitor 10, the amplitude of the voltage of the smoothing capacitor 10 increases. The operation is repeated several times, and at time T2 when the voltage of the smoothing capacitor 10 becomes equal to or less than the predetermined value, the diode provided in the voltage detecting means 16 conducts, and the voltage of the inverting input terminal of the comparator becomes as shown in FIG.
As shown in FIG. 2D, the output becomes lower than the reference signal, so that the comparator outputs the output shown in FIG. The stop command means 15 issues a stop command based on this signal, and has the effect that the operation of the high-frequency heating device is stopped and an excessive current voltage can be prevented from being continuously applied to the first semiconductor switching element 3. .
【００２４】また、図３は平滑コンデンサ１０の過電圧
を検出するように電圧検出手段１６を構成した例であ
る。このように構成することにより平滑コンデンサ１０
の電圧振幅が大きくなり、所定値以上となったことを検
出することによって、停止指令手段１５は停止指令を発
し、高周波加熱装置の動作が停止し、第１の半導体スイ
ッチング素子３に過大な電流電圧が継続的に印加するこ
とを防止できる。FIG. 3 shows an example in which the voltage detecting means 16 is configured to detect an overvoltage of the smoothing capacitor 10. With this configuration, the smoothing capacitor 10
The stop command means 15 issues a stop command by detecting that the voltage amplitude has increased to a predetermined value or more, stops the operation of the high-frequency heating device, and causes the first semiconductor switching element 3 to output an excessive current. Voltage can be prevented from being continuously applied.
【００２５】また、図４は電圧検出手段１６を平滑コン
デンサ１０の電圧の傾きを検出する構成とした例であ
る。この場合、マグネトロン９のインピーダンス変化に
よって、平滑コンデンサ１０の電圧振幅が大きくなった
ときに、正方向の電圧の傾きを検出することによって平
滑コンデンサ１０の電圧が所定値以上あるいは以下にな
る前に検出できるという効果を有する。FIG. 4 shows an example in which the voltage detecting means 16 is configured to detect the gradient of the voltage of the smoothing capacitor 10. In this case, when the voltage amplitude of the smoothing capacitor 10 increases due to the impedance change of the magnetron 9, the slope of the positive voltage is detected before the voltage of the smoothing capacitor 10 reaches or exceeds a predetermined value. It has the effect of being able to.
【００２６】また、図５は平滑コンデンサ１０の電圧の
負方向の傾きを検出する構成とした例であり、同様の効
果を有する。FIG. 5 shows an example in which the negative gradient of the voltage of the smoothing capacitor 10 is detected, and the same effect is obtained.
【００２７】また、図６は平滑コンデンサ１０の電圧の
傾きを正及び負の両方向で検出する構成とした例であ
る。このように構成することにより、平滑コンデンサ１
０の電圧が所定値以上あるいは以下になる前に検出で
き、かつ、検出する確率を上げることができるという効
果を有する。FIG. 6 shows an example in which the slope of the voltage of the smoothing capacitor 10 is detected in both positive and negative directions. With this configuration, the smoothing capacitor 1
There is an effect that the detection can be performed before the voltage of 0 becomes equal to or more than the predetermined value or less, and the detection probability can be increased.
【００２８】（実施例２）図７は第２の実施例の駆動回
路を示す回路図である。停止指令手段１５は論理合成回
路によって第１の半導体スイッチング素子３が所定のオ
ン時間導通した後に停止指令信号を発するように構成さ
れている。以下この動作の説明を図８を用いて行う。図
８（ａ）は電圧検出手段１６の出力信号であり、同
（ｂ）は停止指令手段１５に備えられたフリップフロッ
プ回路の出力であり、同（ｃ）は第１の半導体スイッチ
ング素子３の駆動信号である。(Embodiment 2) FIG. 7 is a circuit diagram showing a driving circuit according to a second embodiment. The stop command means 15 is configured to issue a stop command signal after the first semiconductor switching element 3 conducts for a predetermined ON time by a logic synthesis circuit. Hereinafter, this operation will be described with reference to FIG. 8A shows an output signal of the voltage detecting means 16, FIG. 8B shows an output of the flip-flop circuit provided in the stop command means 15, and FIG. 8C shows an output signal of the first semiconductor switching element 3. It is a drive signal.
【００２９】電圧検出手段１６が出力信号を発するとフ
リップフロップ回路は出力がＬｏｗとなる。この時、第
１の半導体スイッチング素子３の駆動信号がＨＩＧＨの
時はＮＯＲ回路の働きによって、停止指令信号は発せら
れず、第１の半導体スイッチング素子３が所定の時間導
通して駆動信号がＬｏｗとなると停止指令信号が発せら
れ、駆動回路７の動作が停止状態となり、高周波加熱装
置が停止する。この時、平滑コンデンサ１０の電圧は第
１の半導体スイッチング素子３が導通する事によって、
リーケージ型トランス２の１次巻線を介して放電してい
るので、その電圧は下がっている。その時点で高周波加
熱装置は動作を停止するので平滑コンデンサ１０の電圧
は直流電源１の出力電圧値まで緩やかに充電され、図９
（ｂ）−（イ）のような電圧波形となる。また、第１の
半導体スイッチング素子３の電圧は、この平滑コンデン
サ３の電圧を中心にリーケージ型トランス２の１次巻線
と第１の共振コンデンサ４による振動波形となり、同
（ロ）のような電圧波形を示す。このように、平滑コン
デンサ１０の電圧が低い時点で動作を停止するので、停
止した後に発生する振動電圧によって第１の半導体スイ
ッチング素子３に印加する電圧が動作中の電圧よりも大
きくなることがない。When the voltage detecting means 16 generates an output signal, the output of the flip-flop circuit becomes low. At this time, when the drive signal of the first semiconductor switching element 3 is HIGH, the stop command signal is not generated by the operation of the NOR circuit, the first semiconductor switching element 3 conducts for a predetermined time, and the drive signal is Low. Then, a stop command signal is issued, the operation of the drive circuit 7 is stopped, and the high-frequency heating device stops. At this time, the voltage of the smoothing capacitor 10 is turned on when the first semiconductor switching element 3 is turned on.
Since the voltage is discharged through the primary winding of the leakage type transformer 2, the voltage is reduced. At that time, the high-frequency heating device stops its operation, so that the voltage of the smoothing capacitor 10 is gradually charged up to the output voltage value of the DC power supply 1, and FIG.
The voltage waveform is as shown in (b)-(a). Further, the voltage of the first semiconductor switching element 3 has an oscillation waveform centered on the voltage of the smoothing capacitor 3 due to the primary winding of the leakage type transformer 2 and the first resonance capacitor 4, as shown in FIG. 3 shows a voltage waveform. As described above, since the operation is stopped when the voltage of the smoothing capacitor 10 is low, the voltage applied to the first semiconductor switching element 3 does not become larger than the voltage during operation due to the oscillation voltage generated after the stop. .
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、商
用電源を整流して得られる直流電源と前記直流電源の出
力を平滑する平滑コンデンサと、リーケージ型の昇圧ト
ランスと、前記昇圧トランスの１次巻線に直列に接続さ
れる第１の半導体スイッチング素子と、前記昇圧トラン
スの１次巻線に直列又は並列に接続される第１の共振コ
ンデンサと、前記昇圧トランスの１次巻線に直列又は並
列に接続される第２の半導体スイッチング素子と第２の
共振コンデンサの直列接続体と、高圧整流回路と、マグ
ネトロンと、駆動回路から成り、前記高圧整流回路は前
記昇圧トランスの２次巻線の出力を受け、マグネトロン
に電力を伝送し、前記昇圧トランスの１次巻線と前記第
１の半導体スイッチング素子の直列接続体は前記平滑コ
ンデンサの出力に並列に接続し、前記第１および第２の
半導体スイッチ素子を駆動する前記駆動回路は電圧検知
手段と停止指令手段１５を有するとともに、前記電圧検
知手段は前記平滑コンデンサの出力電圧が負となったこ
とを検出すると前記停止指令手段に信号を送り、前記停
止指令手段はこの信号に基づき駆動回路を停止するよう
構成することにより、第１の半導体スイッチング素子に
過大な電流電圧が継続的に印加することを防止できると
いう効果を有する。As described above, according to the present invention, a DC power supply obtained by rectifying a commercial power supply, a smoothing capacitor for smoothing the output of the DC power supply, a leakage type step-up transformer, A first semiconductor switching element connected in series with the primary winding, a first resonance capacitor connected in series or in parallel with the primary winding of the step-up transformer, and a primary winding of the step-up transformer. A series connection of a second semiconductor switching element and a second resonance capacitor connected in series or in parallel, a high-voltage rectifier circuit, a magnetron, and a drive circuit, wherein the high-voltage rectifier circuit is a secondary winding of the step-up transformer Upon receiving the output of the line, the power is transmitted to the magnetron, and the series connection of the primary winding of the step-up transformer and the first semiconductor switching element is connected to the output of the smoothing capacitor. The drive circuit connected to the column and driving the first and second semiconductor switch elements has voltage detection means and stop command means 15, and the voltage detection means has a negative output voltage of the smoothing capacitor. When this is detected, a signal is sent to the stop command means, and the stop command means is configured to stop the drive circuit based on this signal, whereby an excessive current voltage is continuously applied to the first semiconductor switching element. This has the effect that it can be prevented.
【００３１】また、電圧検知手段は平滑コンデンサの出
力電圧を検出し、所定のしきい値を越えると停止指令手
段に信号を伝送する構成とすることにより第１の半導体
スイッチング素子に過大な電流電圧が継続的に印加する
ことを防止できるという効果を有する。The voltage detecting means detects the output voltage of the smoothing capacitor, and transmits a signal to the stop command means when the output voltage exceeds a predetermined threshold value. Can be prevented from being continuously applied.
【００３２】また、電圧検知手段は平滑コンデンサの出
力電圧を検出し、所定のしきい値以上または所定のしき
い値以下になると停止指令手段に信号を伝送する構成と
することにより第１の半導体スイッチング素子に過大な
電流電圧が継続的に印加することを防止できるという効
果を有する。Further, the voltage detecting means detects the output voltage of the smoothing capacitor and transmits a signal to the stop command means when the output voltage becomes equal to or higher than a predetermined threshold value or lower than the predetermined threshold value. This has an effect that an excessive current voltage can be prevented from being continuously applied to the switching element.
【００３３】また、電圧検出手段は平滑コンデンサの出
力電圧の傾きを検出し、負の方向の傾きが所定のしきい
値以下になると停止指令手段に信号を伝送する構成とす
ることにより第１の半導体スイッチング素子に過大な電
流電圧が継続的に印加することを防止でき、かつ、より
早くインピーダンス変化を検出することができるという
効果を有する。Further, the voltage detecting means detects the slope of the output voltage of the smoothing capacitor and transmits a signal to the stop command means when the slope in the negative direction becomes equal to or less than a predetermined threshold value. It is possible to prevent an excessive current voltage from being continuously applied to the semiconductor switching element, and it is possible to detect an impedance change more quickly.
【００３４】電圧検出手段は平滑コンデンサの出力電圧
の傾きを検出し、正の方向の傾きが所定のしきい値以上
になると停止指令手段に信号を伝送する構成とすること
により第１の半導体スイッチング素子に過大な電流電圧
が継続的に印加することを防止でき、かつ、より早くイ
ンピーダンス変化を検出することができるという効果を
有する。The voltage detecting means detects the slope of the output voltage of the smoothing capacitor, and transmits a signal to the stop command means when the slope in the positive direction becomes equal to or more than a predetermined threshold value. It is possible to prevent an excessive current voltage from being continuously applied to the element and to detect an impedance change more quickly.
【００３５】また、電圧検出手段は平滑コンデンサの出
力電圧の傾きを検出し、負の方向の傾きが所定のしきい
値以下または正の方向の傾きが所定のしきい値以上にな
ると停止指令手段に信号を伝送する構成とすることによ
り第１の半導体スイッチング素子に過大な電流電圧が継
続的に印加することを防止でき、かつ、より早く確実に
インピーダンス変化を検出することができるという効果
を有する。The voltage detecting means detects the slope of the output voltage of the smoothing capacitor. When the slope in the negative direction becomes equal to or less than a predetermined threshold value or when the slope in the positive direction becomes equal to or more than a predetermined threshold value, the stop command means is provided. In this configuration, an excessive current voltage can be prevented from being continuously applied to the first semiconductor switching element, and an impedance change can be detected more quickly and reliably. .
【００３６】また、停止指令手段は第１の半導体スイッ
チ素子が所定の時間導通した後に停止指令を発する構成
とすることにより、平滑コンデンサの電圧が低い値の時
に動作停止するので、高周波加熱装置が停止した後の第
１の半導体スイッチング素子の印加電圧を抑制すること
ができるという効果を有する。Further, the stop command means is configured to issue a stop command after the first semiconductor switch element has been conducting for a predetermined time, so that the operation is stopped when the voltage of the smoothing capacitor is a low value. This has the effect that the voltage applied to the first semiconductor switching element after stopping can be suppressed.
【図１】本発明の実施例１における高周波加熱装置のマ
グネトロン駆動用電源の回路図FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply for driving a magnetron of a high-frequency heating device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同装置の動作波形図FIG. 2 is an operation waveform diagram of the apparatus.
【図３】同装置の電圧検出手段１６の第２例を示す回路
図FIG. 3 is a circuit diagram showing a second example of the voltage detecting means 16 of the device.
【図４】同装置の電圧検出手段１６の第３例を示す回路
図FIG. 4 is a circuit diagram showing a third example of the voltage detecting means 16 of the device.
【図５】同装置の電圧検出手段１６の第４例を示す回路
図FIG. 5 is a circuit diagram showing a fourth example of the voltage detecting means 16 of the device.
【図６】同装置の電圧検出手段１６の第５例を示す回路
図FIG. 6 is a circuit diagram showing a fifth example of the voltage detecting means 16 of the device.
【図７】本発明の実施例２における高周波加熱装置の駆
動回路７を示す回路図FIG. 7 is a circuit diagram showing a driving circuit 7 of the high-frequency heating device according to the second embodiment of the present invention.
【図８】同駆動回路７の動作波形図FIG. 8 is an operation waveform diagram of the driving circuit 7.
【図９】同高周波加熱装置の動作波形図FIG. 9 is an operation waveform diagram of the high-frequency heating device.
【図１０】従来の高周波加熱装置のマグネトロン駆動用
電源の回路図FIG. 10 is a circuit diagram of a power supply for driving a magnetron of a conventional high-frequency heating device.
【図１１】同回路の半導体スイッチング素子３の電圧電
流波形図FIG. 11 is a voltage-current waveform diagram of the semiconductor switching element 3 of the same circuit.
【図１２】（ａ）図１２期間（イ）における主要部分の
回路図 （ｂ）図１２期間（ロ）における主要部分の回路図 （ｃ）図１２期間（ハ）における主要部分の回路図 （ｄ）図１２期間（ニ）における主要部分の回路図 （ｅ）図１２期間（ホ）における主要部分の回路図 （ｆ）図１２期間（ヘ）における主要部分の回路図12A is a circuit diagram of a main part in a period (A) of FIG. 12; FIG. 12B is a circuit diagram of a main part in a period (B) of FIG. 12; d) Circuit diagram of main portion in period (d) of FIG. 12 (e) Circuit diagram of main portion in period (e) of FIG. 12 (f) Circuit diagram of main portion in period (f) of FIG.
【図１３】（ａ）同回路のリーケージ型トランス２の等
価回路図 （ｂ）同回路のマグネトロン９がインピーダンス変化を
起こしているときのリーケージ型トランス２の等価回路
図13A is an equivalent circuit diagram of the leakage type transformer 2 of the same circuit. FIG. 13B is an equivalent circuit diagram of the leakage type transformer 2 when the magnetron 9 of the same circuit causes an impedance change.
【図１４】同回路のマグネトロンがインピーダンス変化
を起こした場合の動作波形図FIG. 14 is an operation waveform diagram when the magnetron of the circuit changes impedance.
１ 直流電源 ２ リーケージ型トランス ３ 第１の半導体スイッチング素子 ４ 第１のコンデンサ ５ 第２のコンデンサ ６ 第２の半導体スイッチング素子 ７ 駆動回路 ８ 高圧整流回路 ９ マグネトロン １０ 平滑コンデンサ １５ 停止指令手段 １６ 電圧検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Leakage type transformer 3 1st semiconductor switching element 4 1st capacitor 5 2nd capacitor 6 2nd semiconductor switching element 7 Drive circuit 8 High voltage rectifier circuit 9 Magnetron 10 Smoothing capacitor 15 Stop command means 16 Voltage detection means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 末永 治雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Makoto Mihara 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (8)
前記直流電源の出力を平滑する平滑コンデンサと、リー
ケージ型の昇圧トランスと、前記昇圧トランスの１次巻
線に直列に接続される第１の半導体スイッチング素子
と、前記昇圧トランスの１次巻線に直列又は並列に接続
される第１の共振コンデンサと、前記昇圧トランスの１
次巻線に直列又は並列に接続される第２の半導体スイッ
チング素子と第２の共振コンデンサの直列接続体と、高
圧整流回路と、マグネトロンと、駆動回路から成り、前
記高圧整流回路は前記昇圧トランスの２次巻線の出力を
受け、マグネトロンに電力を伝送し、前記昇圧トランス
の１次巻線と前記第１の半導体スイッチング素子の直列
接続体は前記平滑コンデンサの出力に並列に接続し、前
記第１および第２の半導体スイッチ素子を駆動する前記
駆動回路は前記平滑コンデンサの出力電圧を検出する電
圧検知手段と前記電圧検出手段の出力信号により前記駆
動回路を停止する停止指令手段を有する高周波加熱装
置。1. A DC power supply obtained by rectifying a commercial power supply,
A smoothing capacitor for smoothing the output of the DC power supply, a leakage type step-up transformer, a first semiconductor switching element connected in series to a primary winding of the step-up transformer, and a primary winding of the step-up transformer. A first resonance capacitor connected in series or in parallel, and one of the boost transformers
A series connection of a second semiconductor switching element and a second resonance capacitor connected in series or in parallel to the next winding, a high-voltage rectifier circuit, a magnetron, and a drive circuit; Receiving the output of the secondary winding and transmitting power to the magnetron, the series connection of the primary winding of the step-up transformer and the first semiconductor switching element is connected in parallel to the output of the smoothing capacitor, The driving circuit for driving the first and second semiconductor switch elements has a voltage detecting means for detecting an output voltage of the smoothing capacitor, and a high-frequency heating means for stopping the driving circuit based on an output signal of the voltage detecting means. apparatus.
を検出し、前記平滑コンデンサの電圧が負となると停止
指令手段に信号を伝送する請求項１記載の高周波加熱装
置。2. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the voltage detecting means detects an output voltage of the smoothing capacitor, and transmits a signal to the stop command means when the voltage of the smoothing capacitor becomes negative.
を検出し、所定のしきい値を越えると停止指令手段に信
号を伝送する請求項１記載の高周波加熱装置。3. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the voltage detecting means detects an output voltage of the smoothing capacitor, and transmits a signal to the stop command means when the output voltage exceeds a predetermined threshold value.
を検出し、所定のしきい値以上または所定のしきい値以
下になると停止指令手段に信号を伝送する請求項１記載
の高周波加熱装置。4. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the voltage detecting means detects an output voltage of the smoothing capacitor and transmits a signal to the stop command means when the output voltage becomes equal to or higher than a predetermined threshold value or lower than the predetermined threshold value.
の傾きを検出し、負の方向の傾きが所定のしきい値以下
になると停止指令手段に信号を伝送する請求項１記載の
高周波加熱装置。5. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the voltage detecting means detects a slope of the output voltage of the smoothing capacitor, and transmits a signal to the stop command means when the slope in the negative direction falls below a predetermined threshold value. .
の傾きを検出し、正の方向の傾きが所定のしきい値以上
になると停止指令手段に信号を伝送する請求項１記載の
高周波加熱装置。6. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the voltage detecting means detects a slope of the output voltage of the smoothing capacitor, and transmits a signal to the stop command means when the slope in the positive direction becomes equal to or larger than a predetermined threshold value. .
の傾きを検出し、負の方向の傾きが所定のしきい値以下
または正の方向の傾きが所定のしきい値以上になると停
止指令手段に信号を伝送する請求項１記載の高周波加熱
装置。7. The voltage detecting means detects the slope of the output voltage of the smoothing capacitor, and when the slope in the negative direction becomes equal to or less than a predetermined threshold value or the slope in the positive direction becomes equal to or more than a predetermined threshold value, the stop command means. The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the high-frequency heating device transmits a signal.
が所定の時間導通した後に停止指令を発する請求項１か
ら５のいずれか１項記載の高周波加熱装置。8. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the stop command means issues a stop command after the first semiconductor switching element has been conducting for a predetermined time.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100345895B1 (en) * | 2000-08-25 | 2002-07-27 | 삼성전자 주식회사 | Microwave oven |
| WO2007043588A1 (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetron drive power supply |
-
1997
- 1997-09-10 JP JP24506597A patent/JP3206511B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100345895B1 (en) * | 2000-08-25 | 2002-07-27 | 삼성전자 주식회사 | Microwave oven |
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