JPS58198891A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＨＦ帯（３〜３０ＭＨｚ）の高周波加熱器に関
するものであり、特に自励式半導体発振２　ｌ−二 器により電波を発生させる装置についてのものである。

従来はこの種加熱器として、真空管を用いた大型の製品
があり、魚や肉を大量に解凍する装置として用いられて
いた。代表的なものとしては電波出力３０ＫＷ、製品重
量３００　ｋｇというような仕様のものである。

本発明は、家庭用を主とした小型でコンパクトな加熱器
に関するものである。真空管のかわりに半導体を用いる
利点は、小型、軽量にできることがあげられるが、欠点
として大きい電力をとりにくいこと、半導体の損失を極
力おさえないと、信頼性の点で問題がおこる。本発明は
、半導体発振器を、半導体部における損失を押え、効率
運転を可能とする高周波加熱装置を提供するものである
。

本発明は、自励発振回路中の負荷が、変化した場合に、
トランジスタからみた出力負荷特性の変動に応じて、発
振に必要な最小バイアス電圧を印加することで、トラン
ジスタに流れる直流電力をおさえて効率運転するという
ものである。

３バー。

すなわち、バイアス電圧可変部と電流検知部、タイマ一
部とからなるバイアス制御回路をもち加熱に際しては、
バイアス電圧を徐々に上昇し、高周波発振が開始するこ
とにより流れる電流を検知したらそのバイアス電圧をタ
イマーで決まる一定時間保持する。上記一定時間経過後
はバイアス電圧をリセットし、再度除々に上昇させると
いう動作をくりかえす。このようなバイアス制御回路を
用いることにより、発振に必要な最小バイアス電圧を供
給できること、又、加熱の進行によりおこる電波的な負
荷特性の変動にも対応する装置ができるのである。

以下本発明を実施例にもとすき詳細に説明をする。第１
図は本発明の実施例である。本体ケース１でかこまれた
本装置は、商用電源Ｓを整流平滑する主電源部（スイッ
チＳＷ１．ダイオードＤ＋。

チョークコイルＬ、コンデンサＣ３からなる。）ゲート
制両回路用電源部（抵１Ｒ１１，定電流ダイオードＤ２
からなる。）、ケースエ２でかこまれた高周波発振部（
貫通コンデンサ０１５．Ｃ１４゜ＲＦチョークコイ／ｌ
／　Ｌ　２　、　Ｌ　ｓ、ゲート抵抗Ｒ１ｏ。

コンデンサＣ７、ダイオードＤ３、直流阻止用コンデン
サＣ１０，Ｃ１１、トランジスタＱ１、発振用コンデン
サＣａ、Ｃ９，Ｃ１ｏ　１発振用インダクタンスＬ４　
　）、ケース川４でかこまれた高周波加熱部（加熱室３
．加熱電極５．６、被加熱物７、ドア８からなる。）か
らなる。

トランジスタの・・イアスミ圧制御回路は電流検知部１
１（抵抗Ｒ３，Ｒ４、コンデンサ０２　）、Ｄ／Ａ変換
部９にクロック信号を供給するクロック発生部１２（抵
抗Ｒ＋、Ｒ２、コンデンサＣ１）上記電流検知部とクロ
ック発生部の信号を波形整形する信号処理部１３（ダイ
オードＤ４　、Ｄｓ、電圧比較器Ａ１．Ａ２　、抵抗Ｒ
５，Ｒ６、トランジスタＱ２からなる。）、クロック信
号にょシ直流電圧Ｖｃ−を発生するＤ／Ａ変換部９は、
リセット機能を有するカウンター１１　、Ｒ−２Ｈの抵
抗ラダー素子Ｒａ　　、抵抗Ｒ１””２．　Ｒ１３、及
び演算増巾器Ａ５により構成される。

一定くり返し時間を発生するタイマ一部１ｏば５　　”
−：’ 抵抗Ｒ７とコンデンサＣ５により決まる発振周波数をカ
ウントするカウンタ用ＩＣ，Ｉ２．コンデンサＣ４，Ｃ
４、抵抗Ｒｓ、Ｒ９からなる。Ｃ１２は直流阻止用コン
デンサである。

カウンターエ１としては例えば７ステージ２進カウ／り
、μＰＤ４０：１４ＢＣ（日本電気）、カウンタ用ＩＣ
，Ｉ２としては例えばタイマＩＣ。

ＡＮ６７８０（松下電器）等を用いるものである。

○でかこんだ数字はピン番号に対応する。クロック部端
千人には電源周波数と同期した電圧が発生する。波形整
形部端子Ｂには電流検知部端子Ｃとクロック部端千人の
論理和の電圧、すなわち、電源スィッチＳＷ１が閉成さ
れ、かつ、電流が抵抗Ｒ３を通して流れないときのみク
ロック電圧が発生する。これをカウ／タエ１のクロック
端子に接続する。

タイマ一部端子りにはスイッチＳＷ２が閉成していると
きに、抵抗Ｒ７とコンデンサＣ５で決まる時定数に対応
する周期で電圧が反転するが、この電圧をコンデンサＣ
６抵抗Ｒ９ダイオードＤ６６−ｍ； で微分整流したパルス電圧が発生しカウ／タエ１のリセ
ット端子に接続する。

従がってＤ　／　Ａ変換部端子Ｅには、発振が開始する
に必要な最小の直流電圧が保持され加熱中一定時間Ｔ毎
にリセットされ負荷の状況に応じた、適正電圧がトラン
ジスタに供給される。第２図にム〜Ｅの各端子電圧波形
を示す。

負荷の状況変化とバイアス電圧の関係を第３図。

第４図を用いて説明する。

第１図の高周波等価回路を第３図に示す。第３図を第１
図との比較で見るとトランジスタＱｌｄＱｊにコンデン
サＣ１，Ｃ２はそれぞれ第１図のＣｓ、Ｏｑにインダク
タンスＬはＬ４に相当するものである。

第１図の電極６．６間にある負荷７は高周波的に損失抵
抗Ｒｓ　と容量Ｃｓで示すことができる。

具体的には冷凍ケーキ２ｓｏｙをある電極構成条件で周
波数１０ＭＨｚで測定したときの例では冷凍時（Ｒｓ　
＋２ｏｎ、Ｃｓ４−４０ＰＦ）、解凍時（Ｒｓ　中７５
Ω、Ｃｓ−１＝４０ＰＦ）という如き値をとるものであ
る。

７　ど−二 第３図の回路が発振しているときにトランジスタＱのド
レーンＤ、ソースＳ間から回路系をみたときの負荷は第
４図の直線１］、■で示される如き負荷線となる。

第４図はトランジスタに流れる電流Ｉｎ　とトレー／ソ
ース間の電圧特性で、トランジスタのゲートＧに印加す
る電圧をｖＧ１〜ＶＧ４　　の如く変化したときのトラ
ンジスタの電流電圧曲線は実細線で示しである。直線ｌ
はトランジスタの直流負荷線である。

冷凍時に、負荷線■で示される負荷特性をもつ場合、ト
ランジスタゲート電圧をＶＧＩｌ［とすれば高周波発振
が開始され、解凍時負荷線■で示される負荷特性をもっ
た場合はゲートにＶｅｌを印加すればよい。

ここでゲートに印加する電圧を発振開始電圧よりも太き
くしても発振は続くが、トランジスタには、直流電流が
流れる。この直流電流は、負荷の高周波加熱に全く寄与
することがなく、トランジスタの損失を増加させるだけ
である。前記説明から明らかな如く本発明によるゲート
電圧制御回路を用いれば、トランジスタに流れる直流電
力を小さくできるので高効率運転が可能になるのである
。

以上説明したように本発明によれば次の効果が得られる
。

（１）トランジスタを高効率運転できる。

（１１）負荷の種類や加熱進捗にともなう負荷変化にも
追従して高効率運転ができる。

（１１Ｄ　　印加するゲート電圧が必要以上に大きくな
らないのでトランジスタのゲート耐圧は小さくてすむ。

ｄＶ）　　高周波発振部は本体ケース１と、ケースＩ、
２で２重にシールドされているので不要輻射は小さくで
きる。

（Ｖ）トラしジスタを用いているので発振電圧は低く□
てもよく真空管の如き昇圧用トランスが不要で構成が簡
単である。

〜ム、（）のことから軽量化がはかれる。

【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袋９ページ 置の回路図、第２図は第１図の各端部電圧波形図、第３
図は第１図の高周波等価回路図、第４図はトランジスタ
の電流電圧特性とトランジスタの負荷特性を示す図であ
る。 Ｑｌ・・・・・・トランジスタ、１・・・・・・本体ケ
ース、２・・・・・・ケース■（別のケース）、９・・
・・・・Ｄ／Ａ変換部、１０・・・・・・タイマ一部、
１１・・・・・・電流検知部、１２・・・・・・クロッ
ク発生部、１３・・・・・・信号処理部、１４・・・・
・・主要電源部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用電源を直接整流する主電源部と、本体ケース
   内の別のケースに装備したトランジスタを用いた高周波
   発振部と、電流検知部、Ｄ／４変換部、クロック発生部
   、信号処理部タイマ一部とよりなるバイアス電圧制御回
   路を有し、上記トランジスタに上記バイアス電圧制御回
   路の出力電圧を供する如く構成した高周波加熱装置。
2. （２）電流検知部電圧とクロック発生部の電圧の論理和
   でＤ／ム変換部電圧を昇圧し、かつ加熱中一定期間毎に
   発生するパルス電圧を上記Ｄ／ム変換部のリセット端子
   に供給する構成のバイアス電圧制御回路をもつ特許請求
   の範囲第１項記載の高周波加熱装置。