JPH0547467A

JPH0547467A - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JPH0547467A
Application number: JP20668591A
Authority: JP
Inventors: Koji Hishiyama; 弘司菱山
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1993-02-26

Abstract

(57)【要約】【目的】高周波加熱装置の制御機能の向上、異常時の
装置の保護及びノズルの低減【構成】マグネトロン１４の温度検出素子１６と入力
電流を検出する１次カレントトランス９と、変圧器５の
２次側電流を検出する２次カレントトランス１５の検出
値に基づく制御回路１１の制御指令により、駆動回路１
０を介してスイッチング素子７を駆動して、入力電力及
び高周波出力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マグネトロンの駆動
による高周波加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は例えば特開平３−７１５８９号
公報に示された従来の高周波加熱装置の制御回路図であ
る。図において、１は商用電源、２はこの商用電源１を
整流する整流回路、３は平滑コンデンサ、４は平滑コイ
ル、５は変圧器、６は変圧器５に直列接続された共振コ
ンデンサ、７は共振コンデンサ６に並列接続されたスイ
ッチング素子、８はスイッチング素子７に並列接続され
たフライホイールダイオード、１０はスイッチング素子
７を駆動するトランジスタ駆動回路、１１はトランジス
タ駆動回路１０に制御指令を与えるマイクロコンピュー
タである。

【０００３】また、変圧器５には高圧コンデンサ１２が
接続され、高圧ダイオード１３により半波倍電圧整流回
路を構成してマグネトロン１４を駆動させる。さらに、
スイッチング素子７には温度センサ１７が取り付けら
れ、マグネトロン１４の温度過昇防止装置として、マグ
ネトロンサーモスタット１８を設けてある。

【０００４】上記のような従来の高周波加熱装置におい
て、高周波電源１を整流回路２、平滑コンデンサ３及び
平滑コイル４で整流、平滑して直流化し、この直流電源
をスイッチング素子７のオン・オフにより変圧器５、共
振コンデンサ６、フライホイールダイオード８によるイ
ンバータ電源回路で再び交流に変換し、変圧器５でマグ
ネトロン１４を駆動できる電圧に昇圧し、高圧コンデン
サ１２、高圧ダイオード１３で構成する半波倍電圧整流
回路でマグネトロン１４を駆動する。また、スイッチン
グ素子７のオン時間は、マイクロコンピュータ１１の指
令に基づいた駆動回路１０によって定められる。従っ
て、マイクロコンピュータ１１によりスイッチング素子
７のオン時間の制御ができ、このオン時間の長短に応じ
てマグネトロン１４の出力が定まる。

【０００５】また、スイッチング素子７には温度センサ
１７が設けられ、この温度センサ１７の出力はマイクロ
コンピュータ１１に入力しているので、スイッング素子
７の温度が定格温度を超えそうになると、温度センサ１
７の検出信号によってスイッチング素子７の温度を下げ
る方向、すなわち、スイッチング素子７のオン時間を短
くするような制御指令をトランジスタ駆動回路１０に与
えて、スイッチング素子７が定格温度を超えないように
する。あるいは、スイッチング素子７の温度が所定値を
超えると温度センサ１７の検出によって、マイクロコン
ピュータ１１によりスイッチング素子７のオン時間をゼ
ロにして、スイッチング素子７の駆動を停止させるよう
にしている。

【０００６】また、マグネトロン１４の温度が異常上昇
すると、マグネトロン１４に取り付けたマグネトロンサ
ーモスタット１８が作動し、入力電流をしゃ断して装置
を停止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の高
周波加熱装置では、スイッチング素子７の使用温度と定
格温度とが接近しているので、温度センサ１７によって
これらの両温度を区別することが難かしいことがある。
また、スイッチング素子７の温度を検出する部分が充電
部となっているので、この部分を絶縁して温度センサ１
７を取り付けなければならない。このため、温度の応答
性が悪く、絶縁構造のためのコストが高くなる。また、
マグネトロン１４の異常温度上昇を防止するためのマグ
ネトロンサーモスタット１８は入力回路に挿入されてい
るので、大電流の定格のためにコスト高になるなどの問
題点があった。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、スイッチング素子の温度上昇を定
格値以下に確実に保持し、また、制御精度を高くして装
置の温度上昇に対する防止が的確に行うことができ、か
つ低価格の高周波加熱装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る高周波加
熱装置は、マグネトロンの温度を検出し、この検出温度
に基づいてスイッチング素子のオン時間を制御して、入
力電力及び高周波出力を一定にするようにしたものであ
る。

【００１０】また、マグネトロン温度を検出してスイッ
チング素子のオン時間を制御し、高周波出力を制御する
ようにしたものである。

【００１１】また、マグネトロンの温度を検出して、マ
グネトロンの異常温度防止とスイッチング素子の破損防
止を行うようにしたものである。

【００１２】また、マグネトロンの異常温度防止を、大
電流用サーモスタットではなく、低電流用サーミスタと
制御回路とで行うようにしたものである。

【００１３】また、変圧器の２次電流を検出して、マグ
ネトロン温度と２次電流の検出値によってスイッチング
素子を制御し、入力電力及び高周波出力を一定にするよ
うにしたものである。

【００１４】また、変圧器の２次電流を検出して、マグ
ネトロンあるいは制御装置の異常時の停止を行うように
したものである。

【００１５】また、マグネトロン温度を検出して、マグ
ネトロンあるいは制御装置の異常時の停止を行うように
したものである。

【００１６】また、平滑コイルをスイッチング素子のア
ースライン（エミッタ側）に挿入して、発生ノイズの低
減をするようにしたものである。

【００１７】

【作用】この発明においては、加熱を開始するとマグネ
トロン温度検出素子で検出されるマグネトロン温度、２
次カレントトランスによって検出される変圧器２次電
流、１次カレントトランスによって検出される入力電流
を制御回路で処理して制御指令を出力し、駆動回路を介
してスイッチング素子を駆動し、入力電力及び高周波出
力を一定にし、また、マグネトロン及び制御装置の異常
時の保護を行う。

【００１８】

【実施例】図１はこの発明の一実施例による高周波加熱
装置の制御回路図であり、図における１〜８、１０〜１
４は従来例を示した図１１の同符号の部分と同一又は相
当部分である。９は入力電流を検出する１次カレントト
ランス、１５は変圧器５の２次電流を検出する２次カレ
ントトランス、１６はマグネトロン１４の温度を検出す
るサーミスタなどで構成する検出素子である。ただし、
平滑コイル４はスイッチング素子７のエミッタ側に接続
している。

【００１９】上記のような構成のこの発明による高周波
加熱装置において、先ず、調理を開始すると図２に示す
ようにマグネトロン陽極電圧ｅｂｍは低下する。このｅ
ｂｍと高周波出力Ｐｏとは図３に示すように比例関係に
あるので、ｅｂｍが低下すると高周波出力Ｐｏが低下し
てゆく。上記図２のマグネトロン陽極電圧ｅｂｍの経時
特性は、図４に示すマグネトロン陽極温度Ｔｐの上昇に
従ってマグネトロン陽極電圧ｅｂｍが低下することに起
因するので、この低下を防ぐために、図５に示すスイッ
チング素子７のオン時間Ｔｏｎと高周波出力Ｐｏの相関
を利用して、高周波出力Ｐｏを一定値に制御する。すな
わち、調理が開始すると図１に示すマグネトロン１４の
温度上昇を温度検出素子１６が検出して、この検出値に
基づいて制御回路１１内で温度上昇に従ってスイッチン
グ素子７のオン時間を多くするような算定を行い、トラ
ンジスタ駆動回路１０を介してスイッチング素子７を駆
動すれば、調理中安定した高周波出力Ｐｏを出力し、良
質な調理結果が得られる。

【００２０】また、調理開始時はマグネトロン１４の陽
極温度が低く、かつスイッチング素子７の温度も低いた
め、このスイッチング素子７のオン時間を長くして非常
に大きな高周波出力を得るように制御すると、加熱が進
んでマグネトロン１４の陽極温度が高くなり、このマグ
ネトロン１４の温度定格に近づいてくると、温度検出素
子１６よりの検出値により制御回路１１はスイッチング
素子７のオン時間を短くする指令を出力して高周波出
力、マグネトロン１４の陽極温度を下げ、定常時の高周
波出力にして調理を継続できる。このように、マグネト
ロン１４の陽極温度により高周波出力値を自由に変化で
きるので、短時間内に急速な加熱を行う機能を有するこ
とが可能となる。

【００２１】図６はスイッチング素子温度Ｔｃとマグネ
トロン陽極温度Ｔｐとの関係を示し、図７は調理物の負
荷量（体積）とマグネトロン陽極温度Ｔｐとの関係を示
す。例えば上記負荷量が極端に少ないと、マグネトロン
陽極温度Ｔｐが所定の値を超え易く、マグネトロン１４
が破損することがあるので、この所定値以下で通電を停
止させる必要がある。このためには、マグネトロン陽極
温度Ｔｐが所定値になる直前に温度検出素子１６の検出
値に基づき、制御回路１１よりの指令でトランジスタ駆
動回路１０を介して、スイッチング素子７のオン時間を
ゼロにして通電を停止する。同様に図６に示すようにス
イッチング素子温度Ｔｃとマグネトロン陽極温度Ｔｐと
は比例関係にあるので、上記のようにＴｐの温度上昇を
抑止するためにスイッチング素子７のオン時間をゼロに
すれば、Ｔｃが所定値以上に上昇することをも防ぐこと
ができる。

【００２２】図８は調理開始後の調理経過時間Ｔと変圧
器５の２次側電流Ｉ₂との関係を示す。マグネトロン１
４が正常であれば、調理開始後に所定の時間を経過する
と、２次側電流Ｉ₂は実線で示すように急激に増大して
所定値に達すると一定状態に保持する。また、マグネト
ロン１４がモーディングしていたり、変圧器５の２次側
が短絡あるいは開放等の異常があると、破線で示すよう
に調理時間が経過しても２次側電流Ｉ₂は増加しない。
従って、変圧器５の２次側電流Ｉ₂を検出する２次カレ
ントトランス１５によって検出する。

【００２３】また、図８の破線で示した異常時の２次側
電流Ｉ₂を２次カレントトランス１５で検出し、この検
出値に基づいた制御回路１１の判断による制御指令でス
イッチング素子７のオン時間をゼロにして装置の通電を
停止する。

【００２４】図９は調理開始からの経過時間Ｔと入力電
流Ｉ₁との関係を示し、調理開始後に所定の時間が経過
すると、正常時は実線で示すようにＩ₁が急激に増加し
て以後は一定値を保持する。しかし、マグネトロンモー
ディング、変圧器５の２次側の短絡、開放等の異常時に
は破線で示すようにＩ₂は増大しない。１次カレントト
ランス９によって上記のＩ₂の値を検出し、破線で示す
値であれば制御回路１１よりスイッチング素子７のオン
時間をゼロにするような制御指令を出力して装置の通電
を停止する。

【００２５】図１０は調理開始からの経過時間Ｔとマグ
ネトロン陽極温度Ｔｐとの関係を示し、正常時は時間の
経過とともにＴｐは実線で示すように上昇してゆくが、
マグネトロンモーディング、変圧器５の２次側の短絡、
開放等による異常時は破線で示すようにＴｐは上昇しな
いので、マグネトロン温度検出素子１６の検出値が破線
で示す状態であれば、制御回路１１よりスイッチング素
子７のオン時間をゼロにするような制御指令を出力して
装置の通過を停止する。

【００２６】図１１は平滑コイル４を設けた場合と設け
ない場合との入力電流の波形の比較図であり、スイッチ
ング素子７のアースライン（エミッタライン）に平滑コ
イル４を設けることにより、入力電流波形のひずみ及び
雑音を低減してノイズの発生を抑制することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、マグ
ネトロンの温度、１次電流及び２次電流を制御装置に入
力し、制御装置内の演算で得られた制御指示に基づいて
駆動回路を介したスイッチング素子の制御を行うように
構成したので、高周波出力及び入力電力を安定した制御
を行うとともに、制御回路及びスイッチング素子等の異
常を容易に阻止できる安価な高周波加熱装置が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による高周波加熱装置の制
御回路図である。

【図２】調理経過時間とマグネトロン陽極電圧との関係
図である。

【図３】マグネトロン陽極電圧と高周波出力との関係図
である。

【図４】マグネトロン陽極温度とマグネトロン陽極電圧
との関係図である。

【図５】スイッチング素子のオン時間と高周波出力との
関係図である。

【図６】スイッチング素子温度とマグネトロン陽極温度
との関係図である。

【図７】調理品の負荷量とマグネトロン陽極温度との関
係図である。

【図８】調理経過時間と変圧器の２次電流との関係図で
ある。

【図９】調理経過時間と入力電流との関係図である。

【図１０】調理経過時間とマグネトロン温度との関係図
である。

【図１１】平滑コイルによる入力電流の波形の比較図で
ある。

【図１２】従来の高周波加熱装置の制御回路図である。

【符号の説明】

１商用電源２整流回路３平滑コンデンサ５変圧器６共振コンデンサ７スイッチング素子９１次カレントトランス１０トランジスタ駆動回路１１制御回路１２高圧コンデンサ１３高圧ダイオード１４マグネトロン１５２次カレントトランス１６温度検出素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電源を整流・平滑する整流回路と、
共振コンデンサとスイッチング素子等とでなる共振回路
と、この共振回路を１次側にして高圧・高周波電源に変
換する変圧器と、この変圧器の２次側に接続する高圧コ
ンデンサと高圧ダイオードとでなる駆動回路と、この駆
動回路により駆動されるマグネトロンと、入力電流を検
出するカレントトランスと上記変圧器の２次側の電流を
検出するカレントトランスと上記マグネトロンの温度を
検出する温度検出素子とによるそれぞれの検出値が入力
する制御回路と、この制御回路の指令による上記スイッ
チング素子を駆動する駆動回路とを具備し、上記マグネ
トロンの温度検出値によって入力電力及び高周波出力を
一定にする制御手段を有することを特徴とする高周波加
熱装置。
【請求項２】マグネトロンの温度検出素子による検出
値に基づいてスイッチング素子のオン時間を制御し、高
周波出力を幅広く制御する制御手段を有することを特徴
とする請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項３】マグネトロンの温度検出素子を、マグネ
トロン異常温度防止とスイッチング素子保護とに兼用し
たことを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項４】マグネトロンの温度検出素子をサーミス
タで構成して制御装置に入力し、マグネトロン異常温度
防止装置として使用したことを特徴とする請求項１記載
の高周波加熱装置。
【請求項５】マグネトロンの温度検出素子の検出値に
よって、入力電流及び高周波出力が一定になるようにス
イッチング素子を制御する制御手段を設けたことを特徴
とする請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項６】変圧器の２次電流を検出して、調理開始
後にマグネトロン及び制御装置に異常があると、半導体
スイッチング素子のオン時間を制御し、装置を停止する
停止手段を有することを特徴とする請求項１記載の高周
波加熱装置。
【請求項７】入力電流を検出して、調理開始後にマグ
ネトロン及び制御装置に異常があると、半導体スイッチ
ング素子のオン時間を制御し、装置を停止する停止手段
を有することを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装
置。
【請求項８】マグネトロンの温度を検出して、調理開
始後にマグネトロン及び制御装置に異常があると、半導
体スイッチング素子のオン時間を制御し、装置を停止す
る停止手段を有することを特徴とする請求項１記載の高
周波加熱装置。
【請求項９】整流回路の平滑コイルをスイッチング素
子のエミッタ側に接続したことを特徴とする請求項１記
載の高周波加熱装置。