FR2632152A1

FR2632152A1 - Appareil de chauffage radiofrequence comportant un onduleur a commande numerique

Info

Publication number: FR2632152A1
Application number: FR8907121A
Authority: FR
Inventors: Masayuki Aoki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1989-12-01
Anticipated expiration: 2009-05-30
Also published as: GB2220312A; GB8911983D0; KR920004035B1; GB2220312B; FR2632152B1; US4931609A; KR890018005A; JPH01302688A

Abstract

L'invention concerne un appareil de chauffage radiofréquence. Un appareil de chauffage radiofréquence comprend une source de chauffage HO qui est alimentée par un onduleur 10. Ce dernier fonctionne sous la dépendance d'un circuit de commande d'onduleur 30 qui est un circuit de commande numérique associé à un micro-ordinateur 20. Le micro-ordinateur fournit des données de puissance de chauffage que le circuit de commande transforme en durées de conduction et de blocage pour un élément de commutation 15 de l'onduleur. Application aux fours à micro-ondes.

Description

Cette invention concerne un appareil de chauffage radiofréquence

comportant un circuit onduleur, et elle porte plus particulièrement sur un appareil de chauffage radiofréquence dont on peut régler la production de chaleur sur une plage étendue, et qui convient pour l'utilisation en appareil de cuisson, tel qu'un four à micro-ondes.

Comme il est connu dans la technique, un type d'appareils de cuis-

son tels que des fours à micro-ondes, comportant un dispositif de

chauffage radiofréquence, est équipé d'un circuit onduleur pour four-

nir de l'énergie d'excitation à un dispositif de chauffage. Le brevet

des E.U.A. n0 4 724 291 décrit un appareil de cuisson de ce type.

Outre un circuit onduleur, cet appareil de cuisson comporte également un circuit oscillateur qui est destiné à produire un signal en dents de scie, un circuit de modulation d'impuisions en largeur destiné à effectuer une modulation d'impulsions en largeur sur le signal en dents de scie conformément à un signal qui règle la puissance de sortie du dispositif de chauffage, et un circuit d'attaque pour commuter à l'état

conducteur et à l'état bloqué l'élément de commutation du circuit on-

duleur, conformément au signal de sortie du circuit de modulation d'impulsions en largeur. On peut donc commander la puissance de sortie

du dispositif de chauffage d'une manière continue sur une gamme éten-

due. Du fait de l'utilisation du circuit onduleur, l'appareil de cuis-

son doit seulement comporter un transformateur de haute tension, petit

et léger. L'appareil de cuisson global peut donc avoir une taille ré-

duite.

L'appareil de cuisson du type décrit ci-dessus présente cepen-

dant un inconvénient. Du fait que le circuit oscillateur et le cir-

cuit de modulation d'impulsions en largeur traitent des données ana-

logiques pour commander le circuit onduleur, la puissance produite par

le dispositif de chauffage aura une valeur différente de la valeur dé-

sirée si les constantes du circuit oscillateur et du circuit de modu-

lation d'impulsions en largeur diffèrent des valeurs nominales. Lors-

que le dispositif de chauffage produit plus ou moins de chaleur que ce qu'on désire, l'appareil de cuisson ne peut pas cuire correctement

un aliment.

Lorsque les constantes du circuit oscillateur et du circuit de modulation d'impulsions en largeur diffèrent considérablement des valeurs nominales, une tension supérieure à la tension nominale, ou un courant supérieur au courant nominal est appliqué à l'élément de commutation du circuit onduleur, ce qui provoque inévitablement la destruction de l'élément de commutation. Pour empêcher la destruction de l'élément de commutation, on peut utiliser un circuit qui change les constantes du circuit oscillateur et du circuit de modulation

d'impulsions en largeur, pour leur donner les valeurs nominales. L'uti-

lisation de ce composant supplémentaire donne une structure complexe

à l'appareil de cuisson et augmente son coût de fabrication.

Le problème ci-dessus existe également de façon inhérente dans un appareil appelé "appareil de cuisson à induction électromagnétique",

qui comporte un onduleur à commande analogique et qui effectue un chauf-

fage par induction radiofréquence.

Un but de l'invention est donc de procurer un appareil de chauf-

fage radiofréquence nouveau et perfectionné comportant un circuit on-

duleur à commande numérique, qui ait une structure relativement simple

et qui puisse donc être fabriqué de façon économique, qui puisse pro-

duire la quantité de chaleur désirée et qui puisse éviter la destruc-

tion de l'élément de commutation du circuit onduleur.

Un autre but de l'invention est de procurer un appareil de chauf-

fage radiofréquence comportant un circuit onduleur et ayant une sécu-

rité améliorée, qui ait une structure relativement simple et puisse

donc être fabriqué de façon économique, et qui soit capable non seu-

lement de produire une quantité désirée de chaleur pour cuire un ali-

ment de façon appropriée, mais également d'empêcher la destruction de

l'élément de commutation du circuit onduleur, même si un signal con-

tenant du bruit est appliqué au circuit onduleur.

Un autre but de l'invention est de procurer un appareil de chauf-

radiofréquence modifié, comportant un circuit onduleur, qui ait une structure relativement simple et puisse donc être fabriqué de façon économique, et qui soit capable non seulement de produire une quantité désirée de chaleur pour cuire un aliment de façon appropriée, mais également d'empêcher de façon plus fiable la destruction de l'élément

de commutation de l'onduleur.

Un aspect de l'invention procure un appareil de chauffage radio-

fréquence comprenant:

une source de chauffage radiofréquence destinée à fournir une puis-

sance de chauffage radiofréquence prédéterminée; un circuit onduleur destiné à recevoir un signal d'entrée alterna- tif, et à fournir un signal de sortie radiofréquence pour attaquer la source de chauffage radiofréquence, ce circuit onduleur comprenant des

moyens de redressement destinés à redresser le signal d'entrée alterna-

tif et un élément de commutation destiné à commuter un signal de sor-

tie à courant continu qui est fourni par les moyens de redressement: des moyens de traitement destinés à fournir des données fixées de

puissance de chauffage, associées à la puissance de chauffage radio-

fréquence;

des moyens de commande d'inverseur comprenant des moyens de comp-

tage, pour fixer une durée de conduction conformément aux données fi-

xées de puissance de chauffage que fournissent les moyens de traitement, et pour effectuer une opération de comptage, et des moyens destinés à produire un signal de conduction/blocage conformément à une valeur de comptage des moyens de comptage; et des moyens d'attaque destinés à attaquer l'élément de commutation du circuit onduleur sous la dépendance du signal de conduction/blocage

que fournissent les moyens de commande d'onduleur.

Un autre aspect de l'invention procure un appareil de chauffage

radiofréquence comportant un circuit onduleur avec un élément de com-

mutation, cet appareil de chauffage comprenant: un circuit oscillateur qui produit des impulsions à une fréquence prédéterminée; un compteur qui est fixé initialement à une valeur de comptage correspondant à une puissance de chauffage désirée, qui est destiné à compter en sens décroissant à partir de la valeur de comptage initiale, conformément aux impulsions que produit le circuit oscillateur, pour

fixer ainsi une durée de conduction de l'élément de commutation du cir-

cuit onduleur;

des moyens destinés à produire un signal de conduction et un si-

gnal de blocage conformément à la valeur de comptage du compteur et à appliquer ces signaux à l'élément de commutation du circuit onduleur, et des moyens destinés à appliquer un signal de démarrage au compteur, conformément à la condition du circuit onduleur. L'appareil de chauffage radiofréquence conforme à l'invention a une structure relativement simple, et peut donc être fabriqué de façon

économique, et il est capable de produire une quantité de chaleur dé-

sirée. L'appareil peut en outre empêcher la destruction de l'élément de

commutation du circuit onduleur.

L'appareil de chauffage radiofréquence conforme à l'invention a

une structure relativement simple et on peut donc le fabriquer de fa-

çon économique, et il est néanmoins capable de produire une quantité dé-

sirée de chaleur pour cuire un aliment de façon appropriée. Du fait que le compteur effectue une commande numérique du circuit onduleur, des courants excessifs ou des tensions excessives ne sont pas appliqués aux

éléments de commutation du circuit onduleur, ce qui évite la destruc-

tion des éléments de commutation.

L'appareil de chauffage radiofréquence peut en outre comprendre des moyens destinés à interdire l'application du signal de démarrage au compteur, aussi longtemps que les éléments de commutation du circuit onduleur restent à l'état conducteur. Dans ce cas, le compteur ne peut pas fonctionner même si un signal contenant du bruit lui est appliqué, grâce à quoi des courants excessifs ou des tensions excessives ne sont

pas appliqués aux éléments de commutation du circuit onduleur.

Le circuit oscillateur de l'appareil de chauffage peut être du type comportant un oscillateur à céramique ou un oscillateur à quartz dont la fréquence d'oscillation est telle que le compteur ne peut pas fonctionner continuellement au-delà d'une durée prédéterminée. Du fait que le circuit oscillateur comporte un oscillateur à céramique ou un oscillateur à quartz, il fonctionne de façon stable, grâce à quoi le compteur peut également fonctionner de façon stable. Le fonctionnement stable du compteur se traduit par la génération d'une quantité désirée de chaleur. De plus, du fait que la durée de fonctionnement du compteur est limitée, des courants excessifs ou des tensions excessives ne sont

pas appliqués aux éléments de commutation du circuit onduleur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront

mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode

de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La suite de

la description se réfère aux dessins annexés dans lesquels:

la figure 1 est un schéma montrant un circuit électrique qui est

un mode de réalisation de l'invention; -

la figure 2 est un schéma détaillé montrant une partie essentiel-

le de la figure I; et

la figure 3 est un diagramme séquentiel qui explique le fonction-

nement du mode de réalisation représenté sur la figure 1.

Des éléments similaires ou correspondants sont toujours désignés

par les mêmes références dans les différents dessins.

Comme le montrent les figures 1 et 2, un appareil à four micro-

ondes conforme à l'invention comporte un circuit onduleur 10. Le cir-

cuit onduleur 10 est connecté à une alimentation alternative domesti-

que 1 par un fusible FU et un interrupteur général SW. De plus, une alimentation auxiliaire PS, est connectée à l'alimentation 1 par un

transformateur auxiliaire TR. L'alimentation PS est un circuit desti-

né à appliquer une tension continue déterminée à d'autres composants de l'appareil de chauffage radiofréquence, tels qu'un micro-ordinateur

, un circuit de commande d'onduleur 30, un circuit d'attaque de com-

mutation 50, un circuit temporisateur 60 et un circuit d'attaque avec

isolation 70 (on décrira ultérieurement chacun d'eux).

Le circuit onduleur 10 comprend un circuit redresseur RC et un circuit résonnant DR connecté à la sortie du circuit redresseur RC, un transistor NPN 15 qui fonctionne en élément de commutation, et une

diode d'amortissement 16. Le circuit redresseur RC comprend un re-

dresseur 11, une inductance d'arrêt radiofréquence 12, et un condensa-

teur de lissage 13. Le circuit résonnant DR comprend l'enroulement

primaire 2a d'un transformateur de haute tension 2 et un condensa-

teur 14. Le transistor 15 et la diode d'amortissement 16 sont incor-

porés dans un même boîtier. Le circuit collecteur-émetteur du tran-

sistor 15 est connecté en parallèle sur le condensateur 14. De plus,

la diode d'amortissement 16 est connectée en parallèle sur le conden-

sateur 14. Lorsque le transistor 15 est placé de façon.

répétée à l'état conducteur et à l'état bloqué, le cir-

cuit résonnant-DR est excité, grâce à quoi un courant radiofréquence circule dans l'enroulement primaire 2a du transformateur 2.

Le four à micro-ondes comprend en outre une sec-

tion de chauffage HO qui est connectée à l'enroulement secondaire 2b du transformateur de haute tension 2. La section de chauffage HO comporte un redresseur à simple alternance, fonctionnant en doubleur de tension, et un

magnétron 6 qui est utilisé en tant que source de cha-

leur radiofréquence. Le circuit redresseur doubleur de tension comprend un condensateur dehaute tension 3 et des diodes de haute tension 4 et 5, et il est connecté à

l'anode et à la cathode du magnétron. L'anode du magné-

tron 6 est connectée à la masse. La cathode du magné-

tron 6, qui remplit la fonction d'élément chauffant,

est connectée à l'enroulement secondaire 2b du trans-

formateur de haute tension 2.

Le four à micro-ondes comprend en outre un micro-

ordinateur 20, un panneau de commande de fonctionnement 21, un dispositif de visualisation 22 et un circuit de commande d'onduleur 30. On utilise le micro-ordinateur pour commander les fonctions d'ensemble du four. Le

miono-ordinateur fournit au circuit de commande d'ondu-

leur 30 les données qui sont introduites par l'action-

nement du panneau de commande de fonctionnement 21 et qui représentent une puissance calorifique désirée. Le dispositif de visualisation 22 est connecté à la fois au micro-ordinateur 20 et au panneau de commande de

fonctionnement 21, pour visualiser les données qui re-

présentent diverses conditions pour la cuisson d'un aliment. Le circuit de commande d'onduleur 30 comporte un registre à décalage 31, un compteur 32, un circuit NON-OU 33, un multivibrateur monostable à deux entrées 34 et un circuit NON-ET 35. Le registre à décalage 31 mémorise les données de puissance de chauffage que le micro-ordinateur 20 applique sur une borne d'entrée de données DA. Le compteur 32 reçoit le signal de sortie

1 du registre à décalage 31 sur la borne d'entrée DA'.

Le multivibrateur monostable 34 reçoit sur son entrée inverseuse IN le signal de sortie B du circuit NON-OU 33, et il reçoit sur son entrée non inverseuse IN, le signal de sortie C du circuit temporisateur 60, qu'on décrira ultérieurement. Le circuit NON-ET 35 reçoit le signal de sortie D du multivibrateur 34 sur une borne d'entrée et le signal de sortie E d'un circuit NON-ET 38 (qu'on décrira ultérieurement) sur l'autre borne d'entrée. Le circuit de commande d'onduleur 30 comprend en outre un circuit de bascule FF, un circuit NON-ET 38

qui est connecté pour recevoir sur une entrée le si-

gnal de sortie H du circuit de.bascule FF, un circuit oscillateur 41, et un circuit série qui est connecté entre une borne de tension d'alimentation (+Vcc) et la

masse. Le circuit de bascule FF est formé par un cir-

cuit NON-ET 36 destiné à recevoir le signal de sortie G provenant de la boir de sortie SORTIE DE REPORT//ETEION DE ZERO (CO/ZD) du compteur 32, et par un circuit

NON-ET 37 qui est destiné à recevoir le signal de sor-

- tie F du circuit NON-ET 35. Le circuit série est cons-

titué par une résistance 39 et un condensateur 40.

Le signal de sortie F du circuit NON-ET 35 est

appliqué à la borne d'entrée VALIDATION DE PREPOSI-

TIONNEMENT ASYNCHRONE (APE) du compteur 32. Le signal de sortie du circuit oscillateur 41 est appliqué à

la borne d'entrée d'horloge du compteur 32. Une ten-

sion I est produite aux bornes du condensateur 40,

sous l'effet de la tension continue {Vcc) qui est ap-

pliquée au circuit série formé par la résistance 39 et le condensateur 40. La tension I est appliquée à

l'autre borne d'entrée du circuit NON-ET 38.

Le registre à décalage 31 convertit en données

parallèles le signal de sortie de données du micro-

ordinateur 20, qui se présente sous la forme de don-

nées série. Le registre 31 comporte une borne d'hor-

loge CL et une borne d'échantillonnage ST. Ces bornes CL et ST sont connectées à la borne d'horloge CL et à la borne d'échantillonnage ST du micro-ordinateur 20,

pour développer ainsi la capacité de l'accès de sor-

tie de ce dernier. On peut par exemple utiliser pour le registre à décalage 31 un bus/registre à décalage/

mémorisation à 8 étages TC4094 (Toshiba).

La valeur numérique des données que le registre à décalage change continuellement est appliquée au

compteur 32. Le compteur 32 compte cette valeur numé-

rique en synchronisme avec le signal de sortie du

circuit oscillateur 41, pour déterminer ainsi la pé-

riode de conduction du transistor 15 du circuit ondu-

leur 10. A titre d'exemple, on peut utiliser pour le compteur 32 un compteur binaire programmable à 8 bits,

comptant en sens décroissant TC74HC4013 (Toshiba).

Le circuit oscillateur 41 comprend un oscilla-

teur de haute précision 42 tel qu'un oscillateur W

céramique, et deux circuits inverseurs 43. L'oscilla-

teur 42 produit un signal d'horloge ayant une fré-

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quence prédéterminée. L'oscillateur de haute précision 42 peut égale-

ment être un oscillateur à quartz. La fréquence de l'oscillateur 42 a

une valeur telle que le compteur 32 ne puisse pas fonctionner conti-

nuellement au-delà d'une durée prédéterminée, comme on le décrira ul-

térieurement en détail. Le four à micro-ondes comprend en outre le circuit d'attaque de commutation 50, le circuit temporisateur 60 et le circuit d'attaque avec isolation 70. Le circuit d'attaque d'élément de commutation 50 est

connecté à la sortie du circuit de commande d'onduleur 30, par l'inter-

médiaire du circuit d'attaque avec isolation 70, et plus précisément à la borne de sortie du circuit NON-ET 38. Ce circuit 50 est conçu pour

bloquer ou débloquer le transistor 15, conformément au signal de sor-

tie E du circuit de commande d'onduleur 30. Il peut consister en un cir-

cuit du type connu appelé "circuit d'attaque de base". Le circuit tem-

porisateur 60 est connecté à l'enroulement secondaire 2b du transforma-

teur de haute tension 2. On utilise ce circuit 60 pour détecter, à par-

tir de la sortie de l'enroulement secondaire du transformateur 2, l'ins-

tant auquel le circuit onduleur 10 prend une condition spécifique, com-

me par exemple un instant correspondant pratiquement à un passage par zéro. Il peut être constitué par un détecteur de zéro de type connu. Le signal de sortie C du circuit temporisateur 60 est appliqué à la borne

d'entrée non inverseuses IN du multivibrateur 34.

L'enroulement secondaire 2b du transformateur 2, le circuit tem-

porisateur 60, le multivibrateur 34 et le circuit NON-ET 35 constituent

des moyens pour appliquer un signal de démarrage au compteur 32, con-

formément à la condition du circuit onduleur 10. D'autre part, le cir-

cuit NON-ET 35, le circuit de bascule FF, la résistance 36, le conden-

sateur 40 et le circuit NON-ET 38 constituent des moyens pour interdire

l'application du signal de démarrage au compteur 32.

On va maintenant expliquer comment fonctionne le four à micro-

ondes, en se référant au diagramme séquentiel de la figure 3.

Lorsqu'on ferme l'interrupteur SW, l'alimentation auxiliaire PS fournit de l'énergie au-circuit oscillateur 41 du circuit de commande d'onduleur 30. Il en résulte que l'oscillateur 42 commence à vibrer à la fréquence qui lui est propre. Le circuit oscillateur 41 émet donc un signal d'horloge, qui est représenté par le signal HORLOGE de la figure 3. De plus, lorsqu'on ferme l'interrupteur SW, le condensateur du circuit de commande d'onduleur 30 commence à accumuler une charge

électrique, ce qui fait que le courant I augmente progressivement, com-

me le montre le signal I de la figure 3. Le signal de sortie E du circuit NON-ET 38 reste au niveau logique "1" jusqu'à ce que le courant I atteigne le niveau de seuil du circuit NON-ET 38, à l'instant t2, et ce niveau de seuil est indiqué par la ligne en trait mixte associée au

signal I de la figure 3. Le circuit d'attaque de commutation 50 main-

tient le transistor 15 à l'état bloqué aussi longtemps que le signal E

reste au niveau logique "1", comme représenté en E sur la figure 3.

Immédiatement après la fermeture de l'interrupteur SW, le signal de sortie du micro-ordinateur 20 n'est ni au niveau logique "1", ni au niveau logique "O". Par conséquent, le signal de sortie A du registre à décalage 31 et le signal de sortie B du circuit NON-OU ne sont à

aucun niveau logique, comme représenté en A et B sur la figure 3. Néan-

moins, le signal de sortie D du multivibrateur 34 tombe rapidement au niveau logique "0", comme représenté en D sur la figure 3. Le signal de sortie F du circuit NON-ET 35 s'élève donc jusqu'au niveau logique

"1", et il est utilisé en tant que signal de démarrage pour le comp-

teur 32, comme représenté en F sur la figure 3.

Lorsque le signal d'entrée qui est appliqué à la borne TFE du compteur 32, c'est-à-dire le signal de sortie F du circuit NON-ET 35, est au niveau logique "l", le compteur 32 a atteint un compte maximal de 255 impulsions d'horloge, et il émet une impulsion d'horloge G au

niveau logique "O" sur sa borne L07ZM, à l'instant tl, pour la pre-

mière fois après la fermeture de l'interrupteur SW. Jusqu'à l'instant tl, le signal sortie H du circuit NON-ET 37 reste indéterminé, après quoi le signal de sortie G du compteur 32 s'élève au niveau logique l""

à l'expiration d'une période d'horloge à partir de l'instant tl, com-

me représenté en G et H sur la figure 3. A ce moment, le signal de sortie H du circuit NON-ET 37 prend le niveau logique "O" et il reste

à ce niveau.

Aussitôt longtemps que l'instant tl précède l'instant t2, *le

signal de sortie E du circuit NON-ET 38 ne tombe jamais au niveau lo-

il gique "O" immédiatement après l'instant t2. Les données de sortie du micro-ordinateur 20 restent indéterminées avant que le micro-ordinateur soit initialisé. Le signal de sortie A du registre à décalage 31

n'est également ni au niveau logique "l", ni au niveau logique "O".

Par conséquent, le signal de sortie B du circuit NON-OU 33 n'est ni

au niveau logique "l", ni au niveau logique "o". Si le signal de sor-

tie: B prend le niveau logique "1" ou le niveau logique "O" avant

l'instant t2, le transistor 15 ne devient jamais conducteur. Le cir-

cuit NON-ET 38 remplit ainsi la fonction de moyens de protection des-

tinés à empêcher que le transistor 15 ne devienne conducteur et ne

soit endommagé pendant que le micro-ordinateur 20 est en cours d'ini-

tialisation. A l'instant t3, le micro-ordinateur 20 fournit les données de

puissance de chauffage au registre à décalage 31. Ensuite, le regis-

tre à décalage 31 émet un signal de sortie A, à 8 bits. Le signal de

sortie A est chargé dans le compteur 32, en tant que valeur de comp-

tage initiale de ce dernier, et il est appliqué au circuit NON-OU 33.

Le signal de sortie B du circuit NON-OU 33 tombe du niveau logique "1" au niveau logique "0". Lorsque le signal de sortie B tombe au niveau logique "O", le signal de sortie D du multivibrateur 34 s'élève jusqu'au niveau logique "1" et il reste à ce niveau pendant une durée

prédéterminée. Le signal de sortie D, au niveau logique "1", est ap-

pliqué à une borne d'entrée du circuit NON-ET 35. A ce moment, l'autre entrée (E) du circuit NON-ET 35 est au niveau logique "l". Le signal

de sortie F du circuit NON-ET 35 tombe donc au niveau logique "o0".

Lorsque le signal de sortie F du circuit NON-ET 35 tombe au ni-

veau logique "O", le signal de sortie G du compteur 32 est au niveau logique "1". Par conséquent, le signal de sortie H du circuit NON-ET 37 prend le niveau logique "1". Du fait que la tension I a une valeur qui équivaut au niveau logique "1" après l'instant t2, le signal de sortie E du circuit NON-ET 38 tombe au niveau logique "o". Le signal de sortie F du circuit NON-ET 35 s'élève au niveau logique "1". Il

résulte de ceci que le signal de sortie E du circuit NON-ET 38 s'élè-

ve rapidement jusqu'au niveau logique "1", à l'instant t4. Autrement dit, le signal de sortie E reste au niveau logique "O" pendant une

durée extrêmement courte.

- Le compteur 32 commence à effectuer l'opération de comptage en sens décroissant de la valeur à laquelle il a été chargé, lorsque le

signal de sortie F du circuit NON-ET 35 prend le niveau logique "o0".

Lorsque sa valeur de comptage diminue jusqu'à zéro à l'instant t5, le compteur 32 émet une impulsion d'horloge au niveau logique "o0". En

d'autres termes, le signal de sortie G du compteur 32 reste momenta-

nément au niveau logique "O". Par conséquent, le signal de sortie H

du circuit NON-ET 37 tombe au niveau logique "O", et le signal de sor-

tie E du circuit NON-ET 38 s'élève au niveau logique "1".

Le signal de sortie E du circuit NON-ET 38 reste au niveau lo-

gique "O" de l'instant t4, jusqu'à l'instant t5. Par conséquent, pen-

dant l'intervalle qui s'étend entre les instants t4 et t5, le signal de sortie Eb du circuit de commutation 50 est au niveau logique "1", et le transistor 15 reste conducteur, comme représenté en Eb sur la figure 3. Le courant de collecteur Ic qui circule dans le transistor 15

pendant cet intervalle de temps forme une onde pratiquement triangulai-

re, comme représenté en Ic sur la figure 3.

* Lorsque le transistor 15 est bloqué à l'instant t5, un courant

circule de l'enroulement primaire 2a du transformateur de haute ten-

sion 2, vers le condensateur 14, ce qui a pour effet d'augmenter la tension collecteur-émetteur Vce du transistor 15. Lorsque le courant qui circule dans l'enroulement primaire 2a diminue jusqu'à zéro, le condensateur 14 commence à faire circuler un courant de décharge, ce

qui fait que la tension Vce diminue. Le circuit temporisateur 60 dé-

tecte l'instant t6 auquel la tension Vce diminue jusqu'à zéro ou une

valeur proche, et son signal de sortie C s'élève vers le niveau logi-

que "1", comme indiqué en C et Vce sur la figure 3. Il résulte de ceci que le signal de sortie O du multivibrateur 34 s'élève jusqu'au niveau

logique "1" et reste à ce niveau pendant une durée prédéterminée.

La séquence des opérations qui sont effectuées pendant l'inter-

valle de temps allant de t3 à t6 se repète, pour attaquer ainsi le

magnétron 6. Le magnétron 6 effectue un chauffage par induction radio-

fréquence, ce qui applique de la chaleur à l'aliment (non représenté)

et cuit ce dernier.

Comme on vient de le décrire, le circuit de commande d'onduleur

, dont le principal composant est le compteur 32, effectue une com-

mande numérique du circuit onduleur 10. Du fait de la commande numé-

rique, le circuit onduleur 10 est commandé de façon à fournir à la section de chauffage HO un signal de puissance de chauffage ayant la valeur désirée, même si les composants du circuit ont des constantes qui diffèrent des valeurs nominales. Du fait que le four à micro-ondes n'exige aucun moyen de compensation de la différence des constantes du circuit, il peut être plus simple et de plus faible encombrement que le four à micro-ondes classique, qui doit avoir de tels moyens du fait que soncircuit onduleur est commandé de façon analogique. Le four à micro- ondes de l'invention peut évidemment cuire un aliment

mieux que le four classique. En outre, du fait de la commande numéri-

que du circuit onduleur 10, des courants excessifs ou des tensions

excessives ne sont pas appliqués au transistor 15 (c'est-à-dire l'élé-

ment de commutation) du circuit onduleur 10. De plus, le circuit de

commande d'onduleur 30 n'exige aucun dispositif d'interface pour com-

muniquer avec le micro-ordinateur 20, du fait qu'il est commandé de

façon numérique. Ceci est une autre raison de la simplicité et du fai-

ble encombrement du four à micro-ondes.

Comme il ressort de façon évidente de la figure 3, le signal de

sortie E du circuit NON-ET 38 reste au niveau logique "0" aussi long-

temps que le transistor 15 est conducteur, de l'instant t4 jusqu'à

l'instant t5. Par conséquent, le signal de sortie F du circuit NON-

ET 35 est maintenu au niveau logique "1"' même si le signal B qui est appliqué au multivibrateur 34 contient du bruit et si son signal de sortie D s'élève au niveau logique "1l". Il en résulte que le compteur 32 ne répète pas des opérations inutiles pendant que le transistor 15

est conducteur. En d'autres termes, la durée de conduction du transis-

tor 15 ne se prolonge pas trop longtemps. Des courants excessifs ou

des tensions excessives ne sont donc pas appliqués au transistor 15.

Cette caractéristique, conjointement à l'application de données de puis-

sance de chauffage de la valeur désirée, contribue considérablement à

éviter un endommagement du transistor 15.

Du fait que le circuit oscillateur 41 comporte l'oscillateur de

précision 42, il fonctionne de façon fiable, ce qui stabilise le fonc-

tionnement du compteur 32. Il en résulte que le circuit onduleur 10 génère des données qui représentent la valeur désirée de la puissance

de chauffage.

Comme on l'a expliqué, l'oscillateur 42 qui peut être un oscil- lateur à céramique ou un oscillateur à quartz,vibre à une fréquence f qui est telle que le compteur 32 ne fonctionne pas continuellement au-delà d'une durée prédéterminée. Lorsque la durée de comptage est

égale à T et la valeur de comptage est égale à V, on obtient: T = V/f.

Ensuite, dans la partie Ic de la figure 3, lorsque LD représente un niveau d'endommagement du transistor 15, on peut déterminer une durée de comptage maximale Tmax du compteur 32 et une durée d'endommagement

TB du transistor 15, qui satisfont la relation Tmax < TB, en sélec-

tionnant la fréquence f de l'oscillateur 42. Le transistor 15 ne res-

te donc jamais conducteur pendant un intervalle de temps supérieur à

cette durée, grâce à quoi le transistor 15 n'est soumis ni à un cou-

rant excessif, ni à une tension excessive. Ceci améliore la sûreté du

four à micro-ondes.

Les composants du circuit de commande d'onduleur 30 peuvent se présenter sous la forme d'un réseau de portes intégré. Dans ce cas,

le four à micro-ondes est plus simple et peut être assemblé plus ai-

sément.

L'invention n'est pas limitée au four à micro-ondes décrit ci-

dessus. On peut l'appliquer à un appareil de cuisson électromagnéti-

que qui comporte un circuit onduleur. En outre, on peut apporter di-

vers changements et modifications à un appareil de chauffage radio-

fréquence comportant un onduleur, sans sortir du cadre de l'invention.

Comme on peut le comprendre à la lecture de ce qui précède,

l'invention procure un appareil de chauffage radiofréquence qui com-

prend un circuit onduleur comportant un élément de commutation; un

circuit oscillateur qui produit des impulsions à une fréquence pré-

déterminée; un compteur qui est chargé initialement à une valeur de

comptage correspondant à une puissance de chauffage désirée, de fa-

çon à compter en sens décroissant à partir de la valeur de comptage

initiale, conformément aux impulsions que produit le circuit oscil-

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lateur, pour fixer ainsi une durée de conduction de l'élément de com-

mutation du circuit onduleur; des moyens pour produire un signal de

conduction et un signal de blocage conformément à la valeur de comp-

tage du compteur, et pour appliquer ces signaux à l'élément de com-

mutation du circuit onduleur; et des moyens pour appliquer un signal

de démarrage au compteur, conformément à l'état du circuit onduleur.

L'appareil a ainsi une structure relativement simple et il peut donc être fabriqué de façon économique, mais il est néanmoins capable de

produire la quantité désirée de chaleur pour cuire un aliment de fa-

çon appropriée. On peut en outre éviter la destruction de l'élément

de commutation du circuit onduleur.

L'appareil peut en outre comprendre des moyens destinés à in-

terdire l'application du signal de démarrage au compteur, aussi long-

temps que l'élément de commutation du circuit onduleur reste à l'état conducteur. Dans ce cas, le compteur ne peut pas fonctionner, même si

un signal contenant du bruit lui est appliqué, grâce à quoi des cou-

rants excessifs ou des tensions excessives ne sont pas appliqués à

l'élément de commutation du circuit onduleur.

Le circuit oscillateur peut être du type comportant un oscil-

lateur à céramique ou un oscillateur à quartz, dont la fréquence d'os-

cillation est telle que le compteur ne peut pas fonctionner continuel-

lement au-delà d'une durée prédéterminée. Du fait que le circuit os-

cillateur comporte un oscillateur à céramique ou un oscillateur à quartz, il fonctionne de façon stable, ce qui permet au compteur de fonctionner également de façon stable. Le fonctionnement stable du compteur conduit à la génération de la quantité de chaleur désirée. De plus, du fait que la durée de fonctionnement du compteur est limitée, des courants excessifs ou des tensions excessives ne sont pas appliqués

à l'élément de commutation du circuit onduleur.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil de chauffage radiofréquence comprenant: une source de chauffage radiofréquence (HO) destinée à produire une puissance de chauffage radiofréquence prédéterminée; et un circuit onduleur (10)

destiné à recevoir un signal d'entrée alternatif et à produire un si-

gnal de sortie radiofréquence pour attaquer la source de chauffage radiofréquence (HO), ce circuit onduleur (10) comprenant des moyens

de redressement (RC) destinés à redresser le signal d'entrée alterna-

tif, et un élément de commutation (15) destiné à commuter un signal

de sortie à courant continu que fournissent les moyens de redresse-

ment (RC); caractérisé en ce qu'il comprend en outre: des moyens de traitement (20) destinés à fournir des données fixées de puissance de

chauffage qui sont associées à la puissance de chauffage radiofréquen-

ce; des moyens de commande d'onduleur (30) comprenant des moyens de comptage (32) destinés à fixer une durée de conduction conformément

aux données fixées de puissance de chauffage que fournissent les moy-

ens de traitement (20) et à effectuer une opération de comptage, et

des moyens (35-40) destinés à produire un signal de conduction/blo-

cage, conformément à une valeur de comptage des moyens de comptage (32);

et des moyens d'attaque (50) destinés à attaquer l'élément de commuta-

tion (15) du circuit onduleur (10), sous la dépendance du signal de conduction/blocage que fournissent les moyens de commande d'onduleur (30).

2. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 1,

caractérisé en ce que les moyens de commande d'onduleur (30) compren-

nent des moyens de protection (38-40) destinés à protéger pratique-

ment l'élément de commutation (15) du circuit onduleur (10) jusqu'à

ce que les moyens de traitement (20) soient initialisés.

3. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 1,

caractérisé en ce que les moyens de commande d'onduleur (30) compren-

nent des moyens (33-34) destinés à faire démarrer le fonctionnement

des moyens de comptage (32), conformément aux données fixées de puis-

sance de chauffage que les moyens de traitement (20) fournissent

après l'initialisation.

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4. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 1,

caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens temporisa-

teurs (60) destinés à détecter un instant concernant la valeur d'une tension qui doit être appliquée à l'élément de commutation (15) du circuit onduleur (10), et en ce que les moyens de commande d'onduleur (30) comprennent des moyens destinés à faire en sorte que les moyens

de comptage (32) recommencent à fonctionner, conformément à l'ins-

tant détecté par les moyens temporisateurs (32).

5. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 1,

caractérisé en ce que les moyens de commande d'onduleur (30) compren-

nent des moyens (38) destinés à empêcher pratiquement le redémarrage du fonctionnement des moyens de comptage, pendant que l'élément de

commutation (15) du circuit onduleur (32) est à l'état conducteur.

6. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 1,

caractérisé en ce que les moyens de commande d'onduleur (30) compren-

nent des moyens de génération d'horloge (41) qui sont destinés à pro-

duire un signal d'horloge pour faire fonctionner lés moyens de comp-

tage (32).

7. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 6,

caractérisé en ce que les moyens de génération d'horloge (41) compren-

nent un oscillateur (42) ayant une fréquence de vibration spécifique.

8. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 7,

caractérisé en ce que la fréquence de vibration spécifique a une va-

leur telle que les moyens de comptage (32) ne peuvent pas fonction-

ner continuellement pendant un intervalle de temps dépassant une du-

rée prédéterminée.

9. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 7,

caractérisé en ce que l'oscillateur (42) est un oscillateur à céra-

mique.

10. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 7,

caractérisé en ce que l'oscillateur (42) est un oscillateur à quartz.

11. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 4,

caractérisé en ce que les moyens temporisateurs (60) détectent l'ins-

tant auquel la tension appliquée à l'élément de commutation (15) di-

minue pratiquement jusqu'à zéro volt.

12. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 1,

caractérisé en ce que la source de chauffage radiofréquence (HO) com-

prend un magnétron (6).

13. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 12,

caractérisé en ce que le magnétron (6) est connecté au circuit ondu-

leur (10) par un transformateur de haute tension (2) et par un cir-

cuit redresseur (3-5).

14. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de protection (39-40) comprennent un

circuit à constante de temps.

15. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 13, caractérisé en ce que le transformateur de haute tension (2) comprend

un enroulement secondaire (2d) qui est-connecté aux moyens temporisa-

teurs (60).

16. Appareil de chauffage radiofréquence comprenant un circuit ondu-

leur (10) avec un élément de commutation (15), caractérisé en ce qu'il

comprend en outre: un circuit oscillateur (41) qui produit des im-

pulsions à une fréquence prédéterminée; un compteur (32) qui est --char-

gé initialement à une valeur de comptage correspondant à une puissance de chauffage désirée, pour compter en sens décroissant à partir de la valeur de comptage initiale, conformément aux impulsions que produit le circuit oscillateur, pour fixer ainsi une durée de conduction de l'élément de commutation du circuit onduleur; des moyens (35-40)

pour produire un signal de conduction et un signal de blocage confor-

mément à la valeur de comptage du compteur (32), et pour appliquer ces signaux à l'élément de commutation (15) du circuit onduleur (10); et des moyens (34, 60) pour appliquer un signal de démarrage au compteur,

conformément à l'état du circuit onduleur (10).

17. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 16,

caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (38-40) pour in-

terdire l'application du signal de démarrage au compteur (32), aussi longtemps que l'élément de commutation (15) du circuit onduleur reste conducteur.

18. Appareil de chauffage radiofréquence selon la revendication 16, caractérisé en ce que le circuit oscillateur (41) est un oscillateur à céramique (42) ou un oscillateur à quartz (42) dont la fréquence d'oscillation est telle que le compteur (32) ne peut pas fonctionner continuellement pendant un intervalle de temps dépassant une durée -prédéterminée.