JPH0482191A - 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、誘電加熱を利用して、食品を加熱調理する高
周波加熱装置に関するもので、詳しくいえば、その電源
にバッテリーまたは、商用Ｓｔ源を整流して得られる直
流電源を高周波の交流電力に変換するインバータ回路を
用いた高周波加熱装置に関するものである。

従来の技術 以下、従来の高周波加熱装置の構成を図面を参照して説
明する。

第４図は、従来の高周波加熱装置の回路構成を示す図で
ある。同図において、商用電源３１は、整流器３２で直
流に整流され、コンデンサや半導体スイッチング素子か
らなるインバータ回路３３により、高周波の交流電力に
変換される。インバータ回路で得られた高周波交流電力
は、トランス３４に印加される。トランス３４は、イン
バータ回路３３で発生した高周波交流出力を印加する一
次巻線と、昇圧して高電圧を発生する二次巻線と、低電
圧を発生する三次巻線などからなる。

二次巻線で発生した交流高電圧は倍電圧整流回路３５で
直流高電圧に変換され、直流高電圧はマグネトロン３６
のアノードとカソード間に印加され、マグネトロンを付
勢する。

三次巻線で発生された低電圧は、マグネトロンのカソー
ドに印加され、フィラメントを加熱する。

マグネトロンは、第５図に示すような非線形の特性を示
す。すなわちマグネトロンのフィラメントが充分加熱さ
れている状態では、アノードとカソード間に印加される
電圧がおよそ一４ｋＶに達すると発振し、アノードとカ
ソード間電圧は一４ｋＶにクリップされ、マグネトロン
のインピーダンスは非常に小さくなる。反対に、フィラ
メントが加熱されていない状態、あるいは、アノードと
カソード間電圧がおよそ一４ｋＶより小さい時は、マグ
ネトロンは非発振状態でインピーダンスは非常に大きく
なるという特性を持つ。第６図は、インバータ回路の起
動時から、マグネトロンが発振するまでの期間にアノー
ドとカソード間に印加する電圧とフィラメントに流れる
電流とフィラメント温度の関係を示したものである。起
動時は、フィラメント温度を速く定格の温度Ｔｆ２にす
るため、大きなフィラメント電流Ｌ＋を流すようにして
いる。フィラメントに電流を供給するトランスの三次巻
線と、アノードとカソード間に印加する高電圧を発生す
るための二次巻線は、同一のトランスに設けられている
ため、二次巻線にはマグネトロンの発振電圧の約−４ｋ
Ｖよりも高い電圧である■１をアノードとカソード間に
印加できるように高電圧を発生させなければならない。

発明が解決しようとする課題 前述したようにインバータ回路の起動時には、フィラメ
ント温度を速く定格温度にするために、マグネトロンの
アノードとカソード間に、発振電圧よりも高い電圧を印
加する必要があった。そこで、トランスの二次巻線電圧
を整流する倍電圧整流回路に使用するダイオードやコン
デンサの耐圧を、インバータ回路の起動時に発生させる
高電圧に耐えるよう設計する必要があった。このためコ
ンデンサが大型化したり、スタンク構造を用いたダイオ
ードの素子数を増加させる必要が゛あり、このため、素
子の熱の集中がおこり、信転性を著しく悪化させるとい
う！！題があった。

他のＲ題は、フィラメント温度がある温度から定格の温
度に達するまでの間（第４図でいえば、ＴｆｌからＴｆ
ｚまでの間）は、グネトロンが非発振から発振状態に推
移する期間であり、この期間は、フィラメント温度が充
分な温度になっていないため、モーディングといわれる
異常発振が発生し、マグネトロンの寿命を悪化させると
いう課題があった。

課題を解決するための手段 バッテリーまたは、商用電源を整流して得られる直流電
源と、前記直流電源の電力を高周波の交流電力に変換す
るインバータ回路と、前記インバータ回路の出力を印加
する一次巻線と、高電圧を発生する二次巻線と、低電圧
を発生させる三次巻線とを備えたトランスと、マグネト
ロンとを備え、前記トランスの前記三次巻線に共振回路
を設け、前記マグネトロンのヒーターに接続し、かつ、
前記二次巻線で発生する高電圧を前記マグネトロンのア
ノードとカソード間に印加し、前記マグネトロンが発振
していない期間にアノードとカソード間に印加する高電
圧を、発振している期間にアノードとカソード′間に印
加する高電圧よりも、同等または、それ以下の電圧にな
るようにインバーター回路の動作周波数を設定し、前記
動作周波数付近で共振するように、前記マグネトロンの
ヒーターに接続した前記共振回路を構成する。

第二に、前記インバータ回路の動作周波数を、起動から
定められた期間、すなわちマグネトロンのフィラメント
温度が定格温度に達するまでの期間一定に保つ構成とす
る。

作用 本発明によれば以下の作用を有する。

第一の作用は、起動時のインバータ回路の動作周波数を
、マグネトロンのアノードとカソード間電圧がマグネト
ロンの発振電圧と同等、またはそれ以下になるように設
定し、トランスの三次巻線に設けた共振回路を、前記動
作周波数付近で共振するように設定することにより、起
動時に、マグネトロンのアノードとカソード間電圧がマ
グネトロンの発振電圧と同等、またはそれ以下であって
も、フィラメントに充分な電流を供給することができる
。このため、トランスの二次巻線電圧を整流する整流回
路のダイオードやコンデンサなどの耐圧をさげることが
でき、コンデンサの小型化・低コスト化や、ダイオード
の熱の集中を防止でき信転性を向上できるという作用を
有する。第二の作用は、前記インバータ回路の動作周波
数を、起動から定められた期間、すなわちマグネトロン
のフィラメント温度が定格温度に達するまでの期間一定
に保った後、マグネトロンが発振して定格の出力をだす
ように、インバータ回路の動作周波数を制御することに
より、マグネトロンが非発振から発振状態へ推移する期
間には、フィラメント温度がすでに定格温度に達してい
るので、モーディングの発生を防止でき、マグネトロン
の寿命を損なうことを低減でき信幀性を向上できる。

実施例 本発明の一実施例の高周波加熱装置を図面を参照して説
明する。

第１図は、本発明の一実施例の高周波加熱装置の構成を
示す回路図である。同図において、商用電源１は、整流
器２で直流に整流され、コンデンサや半導体スイッチン
グ素子からなるインバータ回路３により、高周波の交流
電力に変換される。

インバータ回路３は、−万代の電圧共振型回路構成を用
いている。インバータ回路で得られた高周波交流電力は
、トランス４に印加される。トランス４は、インバータ
回路３で発生した高周波交流出力を印加する一次巻線と
、昇圧して高電圧を発生する二次巻線と、低電圧を発生
する三次巻線などからなる。

二次巻線で発生した交流高電圧は倍電圧整流回路５で直
流高電圧に変換され、直流高電圧はマグネトロン６のア
ノードとカソード間に印加され、マグネトロンを付勢す
る。

三次巻線は、コンデンサとインダクタの直列接続からな
る共振回路７を通してマグネトロンのカソードに低電圧
を供給し、フィラメントを加熱する。共振回路７は、第
２図に示すような特性を持つ。すなわち、直列共振回路
であるので、共振周波数ｆ０でインピーダンスが最小と
なる。

従って、起動時にマグネトロン６のアノードとカソード
間に印加する電圧をマグネトロンの発振電圧以下になる
ように、インバータ回路３の動作周波数を設定したとき
、共振回路７の共振周波数ｆ０が前記インバータ回路３
の動作周波数近くになるようにしているため、共振回路
７のインピーダンスが小さくなり、マグネトロン４のフ
ィラメントに大きな電流を流すことができる。

マグネトロン４が発振し、定格出力のマイクロ波を発生
するまで出力を上昇させるには、−万代の電圧共振型回
路構成を用いたインバータ回路であるので、インバータ
回路３の動作周波数を下げればよい。マグネトロン４が
、定格出力のマイクロ波を発生するときの、インバータ
回路３の動作周波数を１２とすると、第２図に示すよう
に共振回路７のインピーダンスが共振時ｆ０のときより
も大きくなるので、マグネトロン４のフィラメントに流
れる電流を制限することができる。

第３図は、これらの状態を示した図である。

同図において、起動時はマグネトロンの発振電圧（約−
４ｋＶ）より小さい電圧■２をマグネトロンのアノード
とカソード間に印加している。このときのインバータ回
路の動作周波数は、トランスの三次巻線に接続された共
振回路の共振周波数付近であるので、共振回路のインピ
ーダンスが小さくなり、マグネトロンのフィラメントに
大きな電流１ｆ３を流すので、フィラメントの温度が急
速に上昇し、定格温度Ｔｔ２に達する。

インバータ回路の動作周波数は、起動時からフィラメン
ト温度が定格温度Ｔｆ２に達するまでの間（時間ｔ１）
、マグネトロンの発振電圧（約−４ｋＶ）より小さい電
圧■２をマグネトロンのアノードとカソード間に印加す
るような周波数で動作し、時間１．後、マグネトロンが
定格出力のマイクロ波を発生するように周波数を下げて
いる。従って、トランスの三次巻線に接続された共振回
路のインピーダンスが共振点からずれておおきくなり、
マグネトロンのフィラメントに流れる電流を定格電流■
。に制限することができる。前記時間１、は、タイマー
回路または、マグネトロンの発振を検知する発振検知手
段等によって定められる。

発明の効果 本発明によれば以下に示す効果を有する。

第一の効果は、起動時のインバータ回路の動作周波数を
、マグネトロンのアノードとカソード間電圧がマグネト
ロンの発振電圧と同等、またはそれ以下になるように設
定し、トランスの三次巻線に設けた共振回路を、前記動
作周波数付近で共振するように設定することにより、起
動時のマグネトロンのアノードとカソード間印加電圧を
発振電圧以下にし、かつ、充分なフィラメント電流が流
せるので、フィラメント温度が定格温度に達するまでの
時間が長くならず、マグネトロンの発振までに要する時
間か短くて済む、第二の効果は、インバータ回路の動作
周波数を、起動から定められた期間、すなわちマグネト
ロンのフィラメント温度が定格温度に達するまでの期間
一定に保った後、マグネトロンが発振して定格の出力を
だすように、前記インバータ回路の動作周波数を制御す
ることにより、マグネトロンが非発振から発振状態へ推
移する期間には、フィラメント温度がすでに定格温度に
達しているので、モーディングの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の高周波加熱装置の構成を示
す回路図、第２図および第３図は同装置の原理を説明す
るための波形図、第４図は従来の高周波加熱装置の構成
を示す回路図、第５図および第６図は従来の高周波加熱
装置の原理を説明するための波形図である。 ３・・・・・・インバータ回路、４・・・・・・トラン
ス、７・・・・・・共振回路、５・・・・・・整流回路
、６・・・・・・マグネトロン。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名３　・−イ
〉バータ凹語 只微０路 第３図 ２　図 側液収 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バッテリーまたは商用電源を整流して得られる直
   流電源と、前記直流電源の電力を高周波の交流電力に変
   換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力を
   印加する一次巻線と、高電圧を発生する二次巻線と、低
   電圧を発生させる三次巻線とを備えたトランスと、マグ
   ネトロンとを備え、前記三次巻線に共振回路を設け、前
   記マグネトロンのヒーターに接続し、かつ前記二次巻線
   で発生する高電圧を前記マグネトロンのアノードとカソ
   ード間に印加し、前記マグネトロンが発振していない期
   間にアノードとカソード間に印加する高電圧を、発振し
   ている期間にアノードとカソード間に印加する高電圧よ
   りも、同等またはそれ以下の電圧にする構成とした高周
   波加熱装置。
2. （２）インバータ回路の動作周波数を、起動から定めら
   れた期間、一定に保つ構成とした特許請求の範囲第１項
   記載の高周波加熱装置。