TW202331151A - 加熱烹調器 - Google Patents

Abstract

加熱烹調器(100)具備磁控管(10)、整流部(12)、升壓變壓器(14)、高壓整流部(16)、半導體元件(18)、電阻元件(20)及控制部(22)。整流部(12)對交流輸入電壓進行整流，在第一端子和第二端子之間產生單方向電壓。升壓變壓器(14)具有一端與第一端子連接的一次繞組以及與磁控管連接的二次繞組。半導體元件(18)連接在一次繞組的另一端和第二端子之間。電阻元件(20)與半導體元件(18)串聯連接。控制部(22)得到來自電阻元件(20)的電流資訊，在從交流輸入電壓的零交叉時刻起經過第一時間的時間點的電流資訊所示的電流值超過規定的閾值的情況下，判定為磁控管(10)發生了短路故障。

Description

加熱烹調器

本發明涉及一種加熱烹調器。

已知有採用微波加熱方式的加熱烹調器。專利文獻1記載的電源裝置通過半導體元件對交流輸入電壓進行整流以得到的單方向電壓進行開關，從通過開關得到的電流通過升壓變壓器得到交流高壓電壓，然後向磁控管施加高壓整流部生成的直流高壓電壓。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本國特開平11-281134號公報

[發明所欲解決之問題]

在專利文獻1所記載的電源裝置中，基於從高壓整流部檢測到的電壓以及電流來判定磁控管有無短路故障。由此，使用光電耦合器等的絕緣對策導致成本上升。

本發明的目的在於，提供一種加熱烹調器，根據升壓變壓器的一級側的信號來判定磁控管有無短路故障。 [解決問題之技術手段]

本發明的加熱烹調器具有:磁控管、整流部、升壓變壓器、高壓整流部、半導體元件、電阻元件以及控制部。磁控管產生微波。該整流部對交流輸入電壓進行整流，在第一端子和第二端子之間產生單方向電壓。該升壓變壓器具有一端與該第一端子連接的一次繞組以及與該磁控管連接的二次繞組。該高壓整流部該二次繞組與該磁控管之間。該半導體元件連接在該一次繞組的另一端和該第二端子之間。該電阻元件與該半導體元件串聯連接。該控制部基於該單方向電壓的資訊以及從該電阻元件得到的電流資訊，控制該半導體元件的開關動作。在從該交流輸入電壓的零交叉時刻起經過第一時間的時間點的該電流資訊所示的電流值超過規定的閾值的情況下，該控制部判定為該磁控管發生了短路故障。 [發明之效果]

根據本發明，提供一種加熱烹調器，根據升壓變壓器的一級側的信號來判定磁控管有無短路故障。

以下，參照附圖說明本發明的實施方式。此外，對圖中相同或相當的部分標注同一附圖標記，並且不重複其說明。

首先，參照圖1，對實施方式的加熱烹調器100進行說明。圖1是加熱烹調器100的電路圖。加熱烹調器100例如是微波爐或者電烤箱。

如圖1所示，加熱烹調器100具備磁控管10、整流部12、升壓變壓器14、高壓整流部16、半導體元件18、電阻元件20以及控制部22。

磁控管10是產生微波的器件，具有陽極、陰極和用於加熱陰極的加熱器。

整流部12對交流輸入電壓Vac進行整流，在第一端子D1和第二端子D2之間產生單方向電壓V1。整流部12例如包括全波整流電路。

升壓變壓器14具有一次繞組W1、二次繞組W2以及三次繞組W3。一次繞組W1的一端與第一端子D1連接。二次繞組W2經由高壓整流部16與磁控管10的陽極及陰極連接。三次繞組W3與磁控管10的陰極和加熱器連接。

高壓整流部16例如包括全波倍壓整流電路。高壓整流部16從二次繞組W2接收交流高壓電壓。磁控管10的陽極接地。高壓整流部16向磁控管10的陰極供給直流高壓(-HV)。

半導體元件18連接在一次繞組W1的另一端和第二端子D2之間。半導體元件18例如是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極電晶體)。作為N溝道型的IGBT而構成的半導體元件18具有柵極、集電極及發射極。半導體元件18的集電極與一次繞組W1的另一端連接。

電阻元件20與半導體元件18串聯連接。具體而言，電阻元件20連接在半導體元件18的發射極與第二端子D2之間。電阻元件20將表示在半導體元件18中流動的電流I1的電流資訊，作為電壓資訊提供給控制部22。

控制部22基於單方向電壓V1的資訊和從電阻元件20得到的電流資訊，控制向半導體元件18的柵極供給的電壓，以控制半導體元件18的開關動作。

接下來，參照圖1以及圖2，對流經半導體元件18的電流I1進行說明。圖2是流過半導體元件18的電流I1的波形圖。

如圖2所示，控制部22控制供給到半導體元件18的柵極的電壓，使得利用單向電壓V1的資訊以約20μs〜50μs的週期在半導體元件18流過電流I1。控制部22例如經過4個週期觀測電流I1的峰值(M1~M4)，將通過觀測得到的4個峰值的平均值識別為電流I1的測量值。

接下來，參照圖1〜圖3，對磁控管10中未產生短路故障的情況進行說明。圖3是磁控管10中未產生短路故障時的交流輸入電壓Vac以及電流11的波形圖。

如圖3所示，交流輸入電壓Vac表示商用頻率的正弦波形。圖3進一步示出了從第1箭頭Y1到第11箭頭Y11的11根箭頭。第1箭頭Y1~第11箭頭Y11各自表示電流測量時刻。在這些電流測量時刻的各個時刻，控制部22通過圖2中說明的方法得到電流I1的測定值。例如，在商用頻率為60Hz的情況下，交流輸入電壓Vac的半週期的長度約為8.3ms。相鄰的2根箭頭的時間間隔例如為0.5ms。

第6箭頭Y6處於從交流輸入電壓Vac的零交叉時刻開始的半週期的大致中間時刻。也就是說，第6箭頭Y6所示的電流測量時刻與交流輸入電壓Vac示出最大值的時刻大致一致。

在磁控管10未發生短路故障的情況下，如圖3所示，在第1箭頭Y1所示的時刻，電流I1的波形看不到峰值。

接下來，參照圖1〜圖4，對磁控管10中發生短路故障的情況進行說明。圖4是磁控管10中發生短路故障時的交流輸入電壓Vac以及電流11的波形圖。

如圖4所示，在磁控管10產生短路故障的情況下，在第1箭頭Y1所示的時刻，電流I1的波形出現峰值。控制部22利用該現象來判定磁控管10有無短路故障。具體而言，在從交流輸入電壓Vac的零交叉時刻起經過第一時間的時間點的電流資訊所示的電流值超過規定的閾值的情況下，控制部22判定為磁控管10發生了短路故障。第一時間比零交叉時刻與交流輸入電壓Vac示出最大值的時刻之間的時間間隔短。另外，控制部22也可以取代第1箭頭Y1表示的時刻的波形，而根據第2箭頭Y2表示的時刻的波形，判定有無短路故障。

根據實施方式，提供一種加熱烹調器100，根據升壓變壓器14的一級側的信號來判定磁控管10有無短路故障。

而且，根據實施方式，通過用電阻元件20觀測在半導體元件18中流動的電流11，能夠迅速檢測電流11的波形的異常，能夠將從異常檢測到緊急停止為止的時間抑制為約1秒。另外，不需要佔有較大空間的變流器。

以上，參照附圖說明了本發明的實施方式。然而，本發明不限於上述實施方式，在不脫離其主旨的範圍內能夠以各種方式實施。另外，通過適當地組合上述實施方式中公開的多個構成要素，可以形成各種發明。例如，可以從實施方式中所示的所有構成要素中刪除若干構成要素。附圖中，為了容易理解，作為主體示意性地示出了每個構成要素，且為了方便繪圖，圖中所示的每個構成要素的個數等可能與實際不同。另外，上述實施方式所示的各構成要素僅為一個例子，沒有特別限定，可以在實質上不脫離本發明的效果的範圍內進行各種變更。 產業上的實用性

本發明對加熱烹調器的領域有用。

10:磁控管 12:整流部 14:升壓變壓器 16:高壓整流部 18:半導體元件 20:電阻元件 22:控制部 100:加熱烹調器 D1:第一端子 D2:第二端子 W1:一次繞組 W2:二次繞組 W3:三次繞組 V1:單方向電壓 Vac:交流輸入電壓 HV:直流高壓 I1:電流

圖1是實施方式的加熱烹調器的電路圖。 圖2是流經半導體元件的電流的波形圖。 圖3是磁控管未發生短路故障時的波形圖。 圖4是磁控管發生短路故障時的波形圖。

10:磁控管

12:整流部

14:升壓變壓器

16:高壓整流部

18:半導體元件

20:電阻元件

22:控制部

100:加熱烹調器

W1:一次繞組

W2:二次繞組

W3:三次繞組

V1:單方向電壓

D1:第一端子

D2:第二端子

Vac:交流輸入電壓

HV:直流高壓

I1:電流

Claims (4)

1. 一種加熱烹調器，其中包括： 磁控管，產生微波； 整流部，對交流輸入電壓進行整流，在第一端子和第二端子之間產生單方向電壓； 升壓變壓器，具有一端與該第一端子連接的一次繞組以及與該磁控管連接的二次繞組; 高壓整流部，其在該二次繞組與該磁控管之間; 半導體元件，連接在該一次繞組的另一端與該第二端子之間; 電阻元件，與該半導體元件串聯連接;以及 控制部，基於該單方向電壓的資訊以及從該電阻元件得到的電流資訊，控制該半導體元件的開關動作， 在從該交流輸入電壓的零交叉時刻起經過第一時間的時間點的該電流資訊所示的電流值超過規定的閾值的情況下，該控制部判定為該磁控管發生了短路故障。
2. 如請求項1所述之加熱烹調器，其中，該第一時間比該零交叉時刻與該交流輸入電壓示出最大值的時刻之間的時間間隔短。
3. 如請求項1或2所述之加熱烹調器，其中， 該整流部包括全波倍壓整流電路。
4. 如請求項1至3中任一項所述之加熱烹調器，其中， 該半導體元件是IGBT。

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