JPS6118318B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周波数変換装置を用いて商用電源を高
周波電力に変換した後、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、この種の周波数変換器を用いた高周波加
熱装置の電源装置としては第１図に示すような構
成が知られている。以下その構成を図面に基づい
て説明する。図において１，１′は商用電源端
子、２は電源スイツチ、３は電源スイツチ２を介
して電源端子に接続した整流器、４はコンデンサ
で、このコンデンサ４の両端には単方向電圧が発
生する。５は転流インダクタ、６は転流コンデン
サ、７はサイリスタ、８はサイリスタ７に逆並列
に接続したダイオード、９はサイリスタ７のゲー
トに接続したゲートパルスを供給する制御回路
で、これらによりサイリスタ周波数変換器を構成
している。１０は転流コンデンサ６に並列接続し
た昇圧トランスで、ダイオード１１ａ，１１ｂ、
コンデンサ１２ａ，１２ｂよりなる整流回路を介
してマグネトロン１３に高圧電力を供給する。１
４はマグネトロン１３の陰極を加熱するヒータト
ランスである。

なお、制御回路９は、共振電流を変流器１５に
より検知し、それが設定値と等しくなるようにサ
イリスタ７の点弧周波数、あるいは発振停止の時
間比を制御するものである。従つてマグネトロン
１３の電波出力は電源電圧の変動にかかわらず、
一定となり、また設定値を変化させることによ
り、出力は自由にコントロールできる。また１６
は入力電流を検知する変流器で、電源電圧が過小
になつたとき、入力電流が許容値以上にならない
ように制御するものである。

上記構成において、制御回路９よりサイリスタ
７のゲートにゲートパルスが供給され、サイリス
タ７がオンすると、電流はコンデンサ４より転流
インダクタ５、転流コンデンサ６を通つて共振的
に流れ、転流コンデンサ６は電源電圧以上に充電
される。次に電流はダイオード８を通つて前述と
は逆方向に流れ、転流コンデンサ６は放電し、前
述とは逆極性に充電され、この間にサイリスタ７
は逆バイアスされてオフ状態になつている。従つ
て次にゲートパルスがサイリスタ７のゲートに供
給されるまで阻止状態を保持し、次に供給される
ゲートパルスにより前述の動作を繰り返す。

従つて、転流コンデンサ６の端子間には、サイ
リスタ７の点弧パルスの周波数の高周波電力（例
えば20KHz）が発生し、昇圧トランス１０によ
り昇圧され、ダイオード１１ａ，１１ｂ、コンデ
ンサ１２ａ，１２ｂより成る整流回路を介してマ
グネトロン１３に高圧電力が供給される。このと
き、ヒータトランス１４により、マグネトロン１
３のカソードが十分加熱されていれば、マグネト
ロン１３は発振する。

このような高周波加熱装置において、昇圧トラ
ンス１０の２次側部品が故障した場合を考える。
例えばマグネトロン１３のヒータが断線した場
合、マグネトロン１３は発振不能となり、昇圧ト
ランス１０の２次側にはダイオード１１ａ，１１
ｂ、コンデンサ１２ａ，１２ｂのみが接続された
かのようになる。従つて昇圧トランス１０が無負
荷状態で周波数変換器は動作する。ところが周波
数変換器は昇圧トランス１０等を小型化するため
例えば20KHz程度の高周波で動作させられるか
ら、昇圧トランス１０の２次巻線には線間浮遊容
量などによる共振電圧が発生する第４図は無負荷
時の昇圧トランス２次巻線間の電圧波形を示す図
であり、実線Ａは浮遊容量などによる共振電圧波
形を示し、破線Ｂはそれによる共振電圧が発生し
ない時の無負荷電圧であつて、Ｂのピーク値は、
正常時の２〜３倍（６〜9kV）であるのに対し、
Ａのピーク値は４〜６倍（12〜18kV）に達する
ものとなる。すなわち、共振電圧が発生しなけれ
ばＢのような無負荷電圧であるにもかかわらず高
周波であるがゆえに、極めて高い異常電圧が発生
する。このため、ダイオード１１ａ，１１ｂ、コ
ンデンサ１２ａ，１２ｂ、トランス１０の２次巻
線などの耐圧が必要以上に高くなつてしまい、コ
ストアツプを招く欠点があつた。またコンデンサ
１２ａなどが閉故障になつた場合などを考えてみ
ると、ダイオード１１ａには異常な大電流が流
れ、ダイオード１１ａの故障、あるいはトランス
１０の２次巻線に大電流が流れるため、温度上昇
による絶縁破壊などを引き起し、沢山の部品を故
障に導く結果となる欠点があつた。

本発明は、以上の点を考慮して発明したもの
で、第２図にその一実施例を示す。なお上記従来
の構成と同一部分は同一番号を使用し説明を省略
する。第２図において、１６は周波数変換器への
入力電流を検知する変流器であり、この信号は制
御回路９に送られる。制御回路９は、後述するよ
うに変流器１５と１６の両信号のいずれか大きい
方の信号により、マグネトロンの出力を安定化
し、かつ、入力電流が、所定値を越えないようサ
イリスタ７の動作周波数を制御する。また、１７
は変流器１６の信号が所定値より小さいとき制御
回路９からサイリスタ７に送られるゲートパルス
を停止させる発振停止器である。この構成におい
て、昇圧トランス１０の２次側で故障が生じたと
き、入力電流は非常に小さくなつてしまう。従つ
て変流器１６により検知される入力電流が小さく
なるから、この信号を設定値と比較し、設定値以
下となつたとき、発振停止器１７により、制御回
路９からサイリスタ７に送られるゲートパルスを
停止させるものである。

したがつて、故障が生じても、極めて短時間だ
けしか異常高圧を発生しないから、各高圧部品の
耐圧・絶縁などを必要以上のものとする必要がな
く、電子レンジ全体の低コスト化を、極めて簡単
に実現することができる。

第３図は、第２図の制御回路９、発振停止器１
７等を具体的に示したものである。制御回路９
は、トランジスタ２６，２７などより成る２つの
信号変換処理回路と、この２つの処理回路のいず
れか大きい方の出力をダイオードにより選択して
出力する抵抗器２８を中心とした選択回路と、ト
ランジスタ２１，２９などより成り、この選択回
路の出力を可変抵抗器３０などにより設定される
設定値と比較しその誤差信号を増幅する誤差増幅
回路と、プログラマブルユニジヤンクシヨントラ
ンジスタ２３などより成る発振回路とから成つて
いる。また、発振停止器１７はプログラマブルユ
ニジヤンクシヨントランジスタ３５などより成る
比較保持回路より構成されている。このような構
成の回路動作を簡単に説明する。今、電子レンジ
を動作させるべく、電源スイツチ２を投入し、第
２図の商用電源端子１，１′、および、第３図の
回路Vccが印加されたとする。調理スイツチ１８
は、オフ状態でまだ調理開始でないときは図示の
ような接続である。したがつて抵抗１９を介し
て、トランジスタ２０のベースに電流が供給さ
れ、トランジスタ２０はオンする。ために、トラ
ンジスタ２１はオフし、トランジスタ２２もオフ
し、プログラマブルユニジヤンクシヨントランジ
スタ（PUT）２３は発振せず、サイリスタを点
弧するためのパルスは、Ｇ，Ｋに発生しない。

調理スイツチ１８が、図と反対方向に投入され
るとトランジスタ２０はオフとなり、コンデンサ
２４は充電されていき、トランジスタ２１は徐々
にオン状態へと移り、コレクタ電位が下がつてく
る。したがつて、トランジスタ２２も、徐々にオ
ン状態へと移つていき、コンデンサ２５の充電速
度が早くなり、PUT２３により、端子Ｇ，Ｋ間
に発生するゲートパルス周波数は、徐々に増大し
ていき設定された周波数となる。共振電流を検知
する変流器１５の信号は、トランジスタ２６など
により、また、入力電流を検知する変流器１６よ
りの信号はトランジスタ２７などにより直流電圧
信号に変換され、前記両信号はダイオードを通し
て抵抗器２８に送られる。したがつて前記両信号
のいずれか大きい方の信号が周波数変換器の周波
数制御信号となり、前記抵抗器２８の端子電圧と
して現れる。この電圧をトランジスタ２９のベー
スに供給すれば、可変抵抗３０によつて設定され
た共振電流値および、入力電流値で周波数変換器
は動作する。

今、故障がおこり、入力電流が極めて小さいと
すると、抵抗器３１の端子電圧は小さい。したが
つてコンデンサ３２の抵抗３３，３４で決まる充
電時定数である端子電圧に達したとき、その電位
が抵抗３１の電位より高いと、PUT３５はオン
し、トランジスタ２０はオンする。したがつ
て、、トランジスタ２１，２２はオフし、ゲート
パルスの供給が停止され、周波数変換器は、動作
を停止する。

以上のように、本発明によれば、簡単な回路を
付加するのみで、故障時における高周波に起因す
る異常高圧の発生を極めて短時間のみにおさえる
ことができるから、高圧部品の性能を必面以上に
高くせず、しかも、２次故障を発生させない。

また、部品が故障しても自動的に異常高圧発生
を極めて短時間で停止させることができるから、
安全性の面でも極めて大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は周波数変換装置を用いた従来の高周波
加熱装置の回路図、第２図は本発明の一実施例を
示す高周波加熱装置の回路図、第３図は第２図に
おける制御回路、発振停止器部の具体的な回路
図、第４図は昇圧トランス無負荷電圧波形図であ
る。 ５〜９……周波数変換器、１０……昇圧トラン
ス、１３……マグネトロン、１６……入力電流検
知器、１７……発振停止器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 商用周波数より高い周波数に電力を変換する
   周波数変換器と、この周波数変換器の出力を昇圧
   する昇圧トランスと、この昇圧トランスの出力に
   より高圧電力を供給されるマグネトロンとを備
   え、前記周波数変換器の高周波電流を検知する高
   周波電流検知手段と、前記周波数変換器への入力
   電流を検知する入力電流検知手段と、前記両検知
   手段の信号のいずれか大きい方の信号が所定値に
   なるよう前記周波数変換器の動作周波数を制御し
   てマグネトロンの出力を安定化する制御手段を備
   えると共に、前記入力電流検知手段の信号が設定
   値以下の時、前記周波数変換器の動作を停止する
   動作停止手段を備える構成とした高周波加熱装
   置。