JPS63281391A - 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】 産業上の利用分野 本発明は高周波発振器に印加する高圧電源をインバータ
回路で得るように構成した高周波加熱装置に関し、特に
はとの高圧電源の電力制御方式に２　ベ一／ 関するものである。

従来の技術 商用電源を整流した直流電源をインバータ回路で高圧電
源に変換して高周波発振器（以下マグネトロンと記す）
に印加するように構成した高周波加熱装置の電力制御方
式には、商用電源よりの入力電流が所定値となるように
制御する入力電流制御方式が用いられている。

しかし、マグネトロンはそれが発振を開始するまではヒ
ータ部のみに電流が流れ、アノード、カソード間には電
流が流れないので、前記入力電流を定常時の値に制御す
ると、アノード、カソード間に過大電圧が印加され、ま
たヒータに過大電流が流れてマグネトロンの寿命を短く
する。

従って最初は前記入力電流を定常時より小さく設定し、
前記発振を開始するに十分な時間経過後に前記入力電流
を定常時の値に切換える方式を採用して前記問題点を解
決している。

発明が解決しようとする問題点 しかし前記発振を開始するのに必要な時間は、３　へ−
／ 例えばマグネトロンが冷えている時には４５１１４Ｃ，
温っている時には２ｓｅｃというように違いが生じるが
、前記入力電流制御方式では、このような場合前記入力
電流を小さな値に制御する時間を５　ＳｅＣ程度に設定
しなければなら々い。

従ってマグネトロンの作動する期間をデユーティ制御し
て、見かけ上の高周波出力を制御する高周波加熱装置に
おいては、「前記時間差（Ｗ５−２−３ｓｅｃ）ｘデユ
ーティ−サイクル数」が無駄時間となる。

また発振を開始するまでの、入力電流変化に対するアノ
ード、カソード間の電圧変化、及び入力電流変化に対す
るヒータ電流変化の度合いが、発振時のそれらに比較し
て数倍程度大きいので、前記寿命の観点より前記発振を
開始する寸での入力電流設定を余り大きくでき々い。

従って、マグネトロンが冷えている時のヒータ及びカソ
ード温度の立上り時間を短縮することは非常に困難であ
り、前記無駄時間の短縮には自ら限界が生じる。

問題点を解決するための手段 本発明による高周波加熱装置では、商用電源を直流電源
に変換する整流回路、前記直流電源をスイッチングし、
トランスで昇圧して高圧電源に変換するインバータ回路
、前記高圧電源を印加して高周波を発振する高周波発振
器を有し、前記インバータ回路は前記トランスの高圧側
巻線の一部に設けられた検出巻線に生じる電圧、あるい
はとの電圧と前記高圧側巻線と前記高周波発振器との間
に挿入した電流検出抵抗の両端に生じる電圧との合成電
圧を検出する電圧検出手段の出力が所定値となるように
制御する高圧電源制御手段を有している。

作　　　用 前記した手段により、マグネトロンが発振を開始する寸
では、アノード、カソード間に電流が流れないので、検
出巻線に生じる電圧はマグネトロンが発振している時の
約半分に寿る。

寸だ電流検出抵抗には前記発振時は電圧が生じるが、非
発振時には生じない。

５、・＼−７ 従って、マグネトロンが発振していない時には前記した
電圧検出手段の出方は検出巻線に生じる電圧値、マグネ
トロンが発振している時には検出巻線に生じる電圧と電
流検出抵抗に生じる電圧とを合成した値となるが両者が
同一となるように検出巻線の巻数及び電流検出抵抗の抵
抗値を設定すれば、前記した高圧電源制御手段により、
以下の制御がなされる。

まずマグネトロンが発振を開始するまでは高圧巻線に生
じる電圧が一定値に制御される。

次にマグネトロンが発振を開始する（電流が流れ始める
。）と、高圧巻線に生じる電圧とアノード、カソード間
に流れる電流が制御されるが、電圧の変化に対して電流
の変化が大きいので実質的には電流が制御され、マグネ
トロンの電力制御が成される。

従って、マグネトロンが冷えている、あるいは温ってい
るのに関係なくそれぞれにおいてマグネトロンの発振が
開始すると電力制御に切り換わるので、最短時間でマグ
ネトロンへの入力電力が定６　べ−７ 格値に達する。

才たその過程でのマグネトロンへの過大電圧。

過大電流の印加がないので、その寿命を短縮することも
ない。

実施例 第１図は本発明による高周波加熱装置の高圧電源発生部
の回路構成図である。

商用電源１を整流回路２で整流して得られる直流電源３
をパワートランジスタ４で０Ｎ１０ＦＦ　ｌ。

て高圧トランス５に入力し、昇圧された高圧電源６を、
マグネトロン７のアノード７ａ、カソード（ヒータ）？
ｂ間に印加して、マグネトロン７を動作させる。

高圧トランス６の二次側巻線６ａのアノード７ａの電位
側に設けられた検出巻線５ｂはマグネトロン７に印加さ
れる高圧電源６を相対的に検出し、差動増幅器と整流器
とで構成される二次側電圧検出回路８でマグネトロン７
の順方向印加電圧信号■ＡＫすなわちアノード７ａに対
してカン−ドアｂが負となる電圧を検出する。

７　・＼　７ また二次側巻線６ａとアノード７ｂとの間に挿入された
電流検出抵抗９の両端に生ずる電圧を二次側電流検出回
路１ｏで変換してマグネトロン７に流れる電流信号工Ａ
Ｋを検出する。

上記した電圧ｖＡＫと電流ＬＡＫとは、合成回路１１で
合成され、電圧・電流合成信号１２が得られる。

誤差信号増幅回路１３はこの電圧・電流合成信号１２と
、高圧電源基準信号１４との差を検出してコンパレータ
１５に入力する。

コンパレータ１５はとの入力信号と、のこ切り波発生回
路１６よりののと切り波信号とにより、パワートランジ
スタ４の０Ｎ１０ＦＦパルス１７を作成する。

これらの構成により電圧信号ｖＡＫまたは電流信号工Ａ
Ｋが増加すると電圧・電流合成信号１２が増加し、誤差
信号増幅回路１３の出力が減少するので、０Ｎ１０ＦＦ
パルス１７のＯＮ時間が短くなり、高圧電源６の値を減
少させる。

また逆に電圧信号■Ｍけたは電流信号ＩＡＫ　が減少す
ると、ＯＮ１０　Ｆ　Ｆパルス１７の○Ｎ時間を長くす
るように動作して、高圧電源６の値を増加させるという
ように、とれらの回路は閉回路の制御回路を構成してい
る。

第２図はマグネトロンが発振している時と、していない
時との高圧電源６の電子波形図である。

図の負方向に相当する電圧信号ｖＡＫは、図示されるよ
うに発振している時は、していない時に比べて約半分に
々る。

第３図はマグネトロン７が発振している時としていない
時とにおける電圧信号■ＡＫと電流信号Ｉ■ｔの関係を
示す特性原理図であり、マグネトロン７が発振していな
い時にはＩＡＫはほとんど零となり、マグネトロン７が
発振している時にはＩＡＫの変化に対して”ＡＫは余り
変化しない。ここでｖＡＫｌ　　とＩＡＫｌ　　とは所
定の高周波出力を得る時の電圧信号■ＡＫと電流信号工
Ｍひのそれぞれの所定値であり、ｖＡＫ２はマグネトロ
ン７の定格最大印加電圧に相当する電圧信号ｖＡＫであ
り、図よりｖＡＫ２−（ｖＡＫ１＋ＩＡＫ１）ト近似テ
キル。

従って第１図において、マグネトロン７が発振９　へ−
７ していない時には電圧電流合成信号１２＝ｖＡＫ２とな
り、マグネトロン７の印加電圧が定格最大印加電圧を越
えないように制御し５発振している時には高周波出力が
所定値となるように制御する。

第４図は第１図の回路が動作を開始してからの電圧信号
ｖＡＫ、電流信号工駅、及び電圧、電流合成信号１２の
変化を示す起動特性図であり、前記した原理により電圧
電流合成信号はマグネトロン７の発振、非発振に関係な
くほぼ一定に制御され、当然この値が高圧電源基準信号
１４の値に相当する。

ここで第１図に於て、検出巻線６ｂ及び電流検出抵抗９
をマグネトロン７のアノード７ａの電位側に設けている
のは、通常アノード７ａは図のように高周波加熱装置の
シャーシすなわちアース電位に接続されるので、この後
に接続されている二次側電圧検出回路８、二次側電流検
出回路１ｏの対シャーシ間との耐圧を必要としないため
であり、この位置に限定されるものではない。

捷た、検出巻線６ｂ、及び電流検出抵抗９は二１ｏべ一
ノ 次側接続回路なので、この両者より一次側回路に接続さ
れているＯＮ／○ＦＦパルス１７との間に絶絶回路が必
要であるが図では省略して示している。

また二次側に整流回路を設けた装置においても、同様の
思想で対応できるのは言うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明による高周波加熱装置では、マグネ
トロンが冷えている。温っているに関係なく、マグネト
ロンが発振を開始するまでは、マグネトロンへの印加電
圧が定格を越えない範囲で最大の電圧を二次側に発生さ
せて、カソード（ヒータ）の加熱を早め、発振を開始す
ると自動的に定格出力を得るための’ＡＫとＩＡＫ（実
質的には工ＡＫ）の制御に切り換わるので、従来方式で
開明となっている無駄時間が全く生じない。

またマグネトロンへの過大電圧、電流の印加がないので
その寿命を低下させることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高周波加熱装置の高圧電源発生部
の回路図、第２図は高圧電源の波形図、第３図は特性原
理図、第４図は起動特性図である。 １・・・・・・商用電源、２・・・・・・整流回路、３
・・・・・・直流電源、４・・・・・・パワートランジ
スタ、６・・・・・・高圧トランス、５ａ・・・・・・
検出巻線、６・・・・・・高圧電源、７・・・・・・マ
グネトロン、８・・・・・・二次側電圧検出回路、９・
・・・・・電流検出抵抗、１０・・・・・・二次側電流
検出回路、１１・・・・・・合成回路、１２・・・・・
・電圧電流合成信号、１３・・・・・誤差信号増幅回路
、１４・・・・・・高圧電源基準信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 商用電源を直流電源に変換する整流回路と、前記直流電
   源をスイッチングし、トランスで昇圧して高圧電源に変
   換するインバータ回路と、前記高圧電源を印加して高周
   波を発振する高周波発振器とを有し、前記インバータ回
   路は前記トランスの高圧側巻線の一部に設けられた検出
   巻線に生じる電圧と、前記高圧側巻線および前記高周波
   発振器の間に挿入した電流検出抵抗の両端に生じる電圧
   との合成電圧を検出する電圧検出手段の出力が所定値と
   なるように制御する高圧電源制御手段を有して成る高周
   波加熱装置。