TW202332316A - 加熱烹調器 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種加熱烹調器。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和控制部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向電壓。升壓變壓器14具有一端與第一端子連接的初級繞組和經由高壓整流部16與磁控管10連接的次級繞組。半導體元件18連接在初級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。控制部按照與穩定期調製表不同的過渡期調製表來控制半導體元件的開關動作，以抑制從磁控管的上升時起的規定時間內流經半導體元件的衝擊電流。
Description
本發明關於一種加熱烹調器。
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而得到的單向電壓進行轉換，自通過轉換得到的電流通過升壓變壓器得到交流高壓電壓，然後向磁控管施加由高壓整流部生成的直流高壓電壓。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：特開平11-281134號公報
在專利文獻1所記載的電源裝置中，為了將磁控管的微波輸出保持為恆定，以使由單向電壓和在半導體元件中流動的電流決定的電力恆定的方式控制半導體元件的開關。但是，沒有抑制在磁控管上升時流經半導體元件的衝擊電流的手段。
本發明的目的在於提供一種能夠抑制流經半導體元件的衝擊電流的加熱烹調器。
本發明的加熱烹調器具備磁控管、整流部、升壓變壓器、高壓整流部、半導體元件、電阻元件和控制部。該磁控管產生微波。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向電壓。該升壓變壓器具有一端與該第一端子連接的初級繞組和與該磁控管連接的次級繞組。該高壓整流部介於該次級繞組與該磁控管之間。該半導體元件連接在初級繞組的另一端和第二端子之間。該電阻元件與該半導體元件串聯連接。該控制部基於該單向電壓的資訊和自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。該控制部按照過渡期調製表來控制該開關動作，以抑制自該磁控管的上升時起的規定時間內流經該半導體元件的衝擊電流，該過渡期調製表與在該磁控管的穩定運轉時使用的穩定期調製表不同。
根據本發明，提供一種抑制流經半導體元件的衝擊電流的加熱烹調器。
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，說明實施方式涉及的加熱烹調器100的電路。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和控制部22。
磁控管10是產生微波的設備，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具有初級繞組W1、次級繞組W2和三級繞組W3。初級繞組W1的一端連接到第一端子D1。次級繞組W2經由高壓整流部16與磁控管10的陽極和陰極連接。三級繞組W3連接到磁控管10的陰極和加熱器。
高壓整流部16例如包括全波倍電壓整流電路。高壓整流部16自次級繞組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電壓（-HV）。
半導體元件18連接在初級繞組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）。構成為N溝道型IGBT的半導體元件18具有柵極、集電極和發射極。半導體元件18的集電極連接到初級繞組W1的另一端。
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的發射極和第二端子D2之間。電阻元件20將表示流經半導體元件18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控制向半導體元件18的柵極供給的電壓，以基於單向電壓V1的資訊和自電阻元件20得到的電流資訊來控制半導體元件18的開關動作。
接著，參照圖1及圖2，對流經半導體元件18的電流I1進行說明。圖2是流經半導體元件18的電流I1的波形圖
如圖2所示，控制部22控制提供給半導體元件18的柵極的電壓，以根據單向電壓V1的資訊，使電流I1以約20μs~50μs的週期流經半導體元件18。控制部22例如在四個週期內觀測電流I1的峰值(M1~M4)，並且將通過觀測得到的四個峰值的平均值識別為電流I1的測量值。
接著，參照圖1～圖3，對交流輸入電壓Vac和流經半導體元件18的電流I1的波形進行說明。圖3是交流輸入電壓Vac和電流I1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。例如，如果商用頻率為60Hz，則交流輸入電壓Vac的半週期長度約為8.3ms。電流I1的波形是根據圖2中說明的方法的電流I1的時時刻刻的測量結果來掌握的。控制部22為了將磁控管10的微波輸出保持為恆定，控制半導體元件18的開關動作，以使由單向電壓V1和流經半導體元件18的電流I1決定的電力恆定。
交流輸入電壓Vac的一個週期中表示正電壓的半週期的期間例如被劃分為第一期間T1、第二期間T2、第三期間T3、第四期間T4、第五期間T5。
在第一期間T1，控制部22向半導體元件18的柵極供給具有一定的脈衝寬度的控制脈衝。即，第一期間T1為第一等待期間。
在第二期間T2，為了不使電流I1變得過大，控制部22依次向半導體元件18的柵極供給控制脈衝，以使半導體元件18的導通時間逐漸變短。即，在第二期間T2，控制脈衝的導通時間被調製。
在第三期間T3，控制部22向半導體元件18的柵極供給具有一定脈衝寬度的控制脈衝。即，第三期間T3為第二等待期間。
在第四期間T4，為了不使電流I1變得過小，控制部22依次向半導體元件18的柵極供給控制脈衝，以使半導體元件18的導通時間逐漸變長。即，在第四期間T4中，控制脈衝的導通時間被調製。
在第五期間T5，控制部22向半導體元件18的柵極供給具有一定脈衝寬度的控制脈衝。即，第五期間T5為第三等待期間。
在交流輸入電壓Vac的一個週期中表示負電壓的半週期的期間也被劃分為五個期間，執行同樣的控制。
接著，對過渡期調製表進行說明。
在第二期間T2中，控制部22每經過一定時間Ts，就重複步進次數N將控制脈衝的導通時間減少脈衝步進S。在第四期間T4中，控制部22每經過一定時間Ts，就重複步進次數N將控制脈衝的導通時間增加脈衝步進S。
接著，對穩定期調製表進行說明。
在第二期間T2中，控制部22每經過一定時間Ts，就重複步進次數n將控制脈衝的導通時間減少脈衝步進s。在第四期間T4中，控制部22每經過一定時間Ts，就重複步進次數n將控制脈衝的導通時間增加脈衝步進s。
通過將過渡期調製表的第二期間T2和第四期間T4中的脈衝步進S設定為變化率比穩定期調製表的第二期間T2和第四期間T4中的脈衝步進s大，來抑制磁控管10的衝擊電流。
如上所述，在自磁控管10的上升時起的規定時間內(例如4秒〜5秒)，控制部22按照與穩定期調製表不同的過渡期調製表，對半導體元件18的開關動作進行控制。具體而言，控制部22按照過渡期調製表，控制半導體元件18的導通時間，以抑制衝擊電流。
根據實施方式，提供一種可抑制流經半導體元件18的衝擊電流的加熱烹調器100。
以上，參照附圖說明瞭本發明的實施方式。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，可以自實施方式中示出的所有構成要素中刪除一些構成要素。附圖中，為了容易理解，作為主體而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數量等可能與實際不同。另外，上述實施方式所示的各構成要素僅為一例，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
本發明能夠用於加熱烹調器的領域。
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
HV:高壓電壓
I1:電流
M1~M4:峰值
T1:第一期間
T2:第二期間
T3:第三期間
T4:第四期間
T5:第五期間
V1:單向電壓
W1:初級繞組
W2:次級繞組
W3:三級繞組
Vac:交流輸入電壓
圖1是實施方式涉及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是交流輸入電壓與流經半導體元件的電流的波形圖。
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
D1:第一端子
D2:第二端子
HV:高壓電壓
I1:電流
V1:單向電壓
W1:初級繞組
W2:次級繞組
W3:三級繞組
Vac:交流輸入電壓
Claims (4)
- 一種加熱烹調器，其包括： 磁控管，其產生微波； 整流部，其對交流輸入電壓進行整流，在第一端子與第二端子之間產生單向電壓； 升壓變壓器，其具有一端與該第一端子連接的初級繞組和與該磁控管連接的次級繞組； 高壓整流部，其介於該次級繞組與該磁控管之間； 半導體元件，其連接在該初級繞組的另一端與該第二端子之間； 電阻元件，其與該半導體元件串聯連接；以及 控制部，其基於該單向電壓的資訊和自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， 該控制部按照過渡期調製表來控制該開關動作，以抑制自該磁控管的上升時起的規定時間內流經該半導體元件的衝擊電流，該過渡期調製表與在該磁控管的穩定運轉時使用的穩定期調製表不同。
- 如請求項1所述之加熱烹調器，其中， 該控制部按照該過渡期調製表控制所述半導體元件的導通時間，以抑制該衝擊電流。
- 如請求項1或2所述之加熱烹調器，其中， 該整流部包括全波整流電路。
- 如請求項1至3中任一項所述之加熱烹調器，其中， 所述半導體元件為絕緣柵雙極電晶體IGBT。
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