JP2003100438A - 高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱装置Info
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- JP2003100438A JP2003100438A JP2001286809A JP2001286809A JP2003100438A JP 2003100438 A JP2003100438 A JP 2003100438A JP 2001286809 A JP2001286809 A JP 2001286809A JP 2001286809 A JP2001286809 A JP 2001286809A JP 2003100438 A JP2003100438 A JP 2003100438A
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- battery
- frequency heating
- transformer
- heating device
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers
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- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Electric Ovens (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型かつ低コストに携帯可能な高周波加熱装
置を実現すること。 【解決手段】 バッテリー１を内蔵すると共にインバー
タ回路２に備えられた昇圧トランス６の１次巻線のイン
ダクタンスＬ1とバッテリーの電圧ＶINとを、Ｌ1（μ
Ｈ）＜０．０１×ＶIN（Ｖ）2−０．０９×ＶIN（Ｖ）
＋１３．５とするとともに、ＶIN（Ｖ）＞３０、かつＬ
1（μＨ）＜７０で示す関係とすることにより、既存の
生産設備を用いてインバータ回路を製造できるので、高
周波加熱装置を大型化、高価格化することなく携帯可能
な高周波加熱装置を実現することができる。
置を実現すること。 【解決手段】 バッテリー１を内蔵すると共にインバー
タ回路２に備えられた昇圧トランス６の１次巻線のイン
ダクタンスＬ1とバッテリーの電圧ＶINとを、Ｌ1（μ
Ｈ）＜０．０１×ＶIN（Ｖ）2−０．０９×ＶIN（Ｖ）
＋１３．５とするとともに、ＶIN（Ｖ）＞３０、かつＬ
1（μＨ）＜７０で示す関係とすることにより、既存の
生産設備を用いてインバータ回路を製造できるので、高
周波加熱装置を大型化、高価格化することなく携帯可能
な高周波加熱装置を実現することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波により食
品などを誘電加熱する高周波加熱装置に関するものであ
る。
品などを誘電加熱する高周波加熱装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の家庭用の高周波加熱装置は、交流
である商用電源を一旦整流回路で直流電圧に変換し、こ
の直流電力を半導体スイッチング素子のオンオフによっ
てインバータ回路２で２０ｋＨｚ以上の高周波電力に変
換している。さらにインバータ回路２は、この高周波電
力を昇圧トランス６によって高周波高電圧に昇圧し、高
圧整流回路９を介してマグネトロン３に印加している。
マグネトロン３はこの直流高電圧で駆動され、２．４５
ＧＨｚの電波を加熱室に放射することによって被加熱物
を高周波電界で加熱している。図１０はこれをブロック
図で示したものである。マグネトロン３は真空管発振器
であり、その電圧電流特性はツェナー特性を有してい
る。すなわち、マグネトロン３のアノードカソード間に
印加される電圧が所定値以下の時はほぼ無限大のインピ
ーダンスであり、電流が流れず、電波を発生しない。し
かし、所定の電圧以上を印加すると急激にインピーダン
スが減少し電流を流し、電波を発生するようになる。従
って、家庭用の電子レンジの様に１００Ｖを入力電圧と
するインバータ回路における昇圧トランス６の昇圧比は
およそ２０前後に設計されている。
である商用電源を一旦整流回路で直流電圧に変換し、こ
の直流電力を半導体スイッチング素子のオンオフによっ
てインバータ回路２で２０ｋＨｚ以上の高周波電力に変
換している。さらにインバータ回路２は、この高周波電
力を昇圧トランス６によって高周波高電圧に昇圧し、高
圧整流回路９を介してマグネトロン３に印加している。
マグネトロン３はこの直流高電圧で駆動され、２．４５
ＧＨｚの電波を加熱室に放射することによって被加熱物
を高周波電界で加熱している。図１０はこれをブロック
図で示したものである。マグネトロン３は真空管発振器
であり、その電圧電流特性はツェナー特性を有してい
る。すなわち、マグネトロン３のアノードカソード間に
印加される電圧が所定値以下の時はほぼ無限大のインピ
ーダンスであり、電流が流れず、電波を発生しない。し
かし、所定の電圧以上を印加すると急激にインピーダン
スが減少し電流を流し、電波を発生するようになる。従
って、家庭用の電子レンジの様に１００Ｖを入力電圧と
するインバータ回路における昇圧トランス６の昇圧比は
およそ２０前後に設計されている。
【０００３】また、家庭用の高周波加熱装置は１０００
Ｗ以上の変換電力を扱うため、インバータ回路の高効率
化が重要な技術である。
Ｗ以上の変換電力を扱うため、インバータ回路の高効率
化が重要な技術である。
【０００４】従来の家庭用高周波加熱装置は図１１に示
すような回路構成である。インバータ回路２は商用電源
を整流する整流ダイオードとインダクタ、コンデンサか
らなる整流平滑回路を有しており、商用電源を一旦脈動
する直流電圧に変換している。第１の半導体スイッチン
グ素子４を２０ｋＨｚ以上の高周波でオンオフすること
によって昇圧トランス６の１次巻線に高周波電力を発生
している。昇圧トランス６はこの高周波電力によって励
磁され２次巻線に昇圧出力を発生し、高圧整流回路９に
高周波高電圧を与えている。高圧整流回路９は昇圧トラ
ンス６の出力電圧を整流してマグネトロン３に直流高電
圧を印加するように構成されている。
すような回路構成である。インバータ回路２は商用電源
を整流する整流ダイオードとインダクタ、コンデンサか
らなる整流平滑回路を有しており、商用電源を一旦脈動
する直流電圧に変換している。第１の半導体スイッチン
グ素子４を２０ｋＨｚ以上の高周波でオンオフすること
によって昇圧トランス６の１次巻線に高周波電力を発生
している。昇圧トランス６はこの高周波電力によって励
磁され２次巻線に昇圧出力を発生し、高圧整流回路９に
高周波高電圧を与えている。高圧整流回路９は昇圧トラ
ンス６の出力電圧を整流してマグネトロン３に直流高電
圧を印加するように構成されている。
【０００５】このインバータ回路２はコンデンサ７と昇
圧トランス６の１次巻線によって共振回路を構成し、こ
の共振回路の共振現象を利用して半導体スイッチング素
子４，５がターンオフあるいはターンオンする際の電圧
の傾きを緩やかにしている。この結果、半導体スイッチ
ング素子４，５がターンオンする際は零電流かつ零電圧
でスイッチングし、電圧と電流の重なる期間がない。ま
た、ターンオフする際は、零電圧から緩やかに電圧が上
昇するため電圧と電流が重なる面積が非常に小さくな
る。従って、半導体スイッチング素子４，５のスイッチ
ング損失が低減され、インバータ回路を高効率化する構
成となっている。
圧トランス６の１次巻線によって共振回路を構成し、こ
の共振回路の共振現象を利用して半導体スイッチング素
子４，５がターンオフあるいはターンオンする際の電圧
の傾きを緩やかにしている。この結果、半導体スイッチ
ング素子４，５がターンオンする際は零電流かつ零電圧
でスイッチングし、電圧と電流の重なる期間がない。ま
た、ターンオフする際は、零電圧から緩やかに電圧が上
昇するため電圧と電流が重なる面積が非常に小さくな
る。従って、半導体スイッチング素子４，５のスイッチ
ング損失が低減され、インバータ回路を高効率化する構
成となっている。
【０００６】さらに、インバータ回路２の動作について
図１２を用いて詳細に説明する。説明の都合上第１の半
導体スイッチング素子４がオン状態から始める。この時
の半導体スイッチング素子４の動作波形は図１２のよう
に３角波状になる。期間１において第１の半導体スイッ
チング素子４はオン状態であり、昇圧トランス６の１次
巻線を介して３角波状の電流が流れる。所定の時間後に
第１の半導体スイッチング素子４をターンオフすると期
間２へ移行し、第１のコンデンサ７と昇圧トランス６の
１次巻線による共振現象によって第１の半導体スイッチ
ング素子４の電圧は緩やかに上昇を始め、一方、第２の
半導体スイッチング素子５の電圧は緩やかに下降する。
図１２を用いて詳細に説明する。説明の都合上第１の半
導体スイッチング素子４がオン状態から始める。この時
の半導体スイッチング素子４の動作波形は図１２のよう
に３角波状になる。期間１において第１の半導体スイッ
チング素子４はオン状態であり、昇圧トランス６の１次
巻線を介して３角波状の電流が流れる。所定の時間後に
第１の半導体スイッチング素子４をターンオフすると期
間２へ移行し、第１のコンデンサ７と昇圧トランス６の
１次巻線による共振現象によって第１の半導体スイッチ
ング素子４の電圧は緩やかに上昇を始め、一方、第２の
半導体スイッチング素子５の電圧は緩やかに下降する。
【０００７】第１のコンデンサ７の電圧が第２のコンデ
ンサ８に蓄えられている電圧に等しくなると、第２の半
導体スイッチング素子５のダイオードが導通し期間３へ
移行する。この期間３では共振回路の構成が昇圧トラン
ス６の１時巻線と第１のコンデンサ７及び第２のコンデ
ンサ８となり、共振周波数が変化する。第２のコンデン
サ８は第１のコンデンサ７に比べその容量値が１桁大き
なものを用いているため共振周波数が急激に下がり、電
圧上昇が緩やかになる。この期間３の間に第２の半導体
スイッチング素子５にオン信号を与えておくことによっ
て共振現象が継続し、第１および第２のコンデンサの電
圧が下降し始める（期間４）。
ンサ８に蓄えられている電圧に等しくなると、第２の半
導体スイッチング素子５のダイオードが導通し期間３へ
移行する。この期間３では共振回路の構成が昇圧トラン
ス６の１時巻線と第１のコンデンサ７及び第２のコンデ
ンサ８となり、共振周波数が変化する。第２のコンデン
サ８は第１のコンデンサ７に比べその容量値が１桁大き
なものを用いているため共振周波数が急激に下がり、電
圧上昇が緩やかになる。この期間３の間に第２の半導体
スイッチング素子５にオン信号を与えておくことによっ
て共振現象が継続し、第１および第２のコンデンサの電
圧が下降し始める（期間４）。
【０００８】所定の時間後に第２の半導体スイッチング
素子５をターンオフすると、再び第１のコンデンサ７と
昇圧トランス６の１次巻線との共振となり、第１の半導
体スイッチング素子４の電圧は零に向かって下降し、一
方、第２の半導体スイッチング素子５の電圧は上昇を始
める。第１の半導体スイッチング素子４に印加する電圧
が零に達すると第１の半導体スイッチング素子４を構成
するダイオードが導通し、期間６へと移行する。この期
間中に再び第１の半導体スイッチング素子４にオン信号
を与えておくことによって前述した動作を繰り返してい
る。
素子５をターンオフすると、再び第１のコンデンサ７と
昇圧トランス６の１次巻線との共振となり、第１の半導
体スイッチング素子４の電圧は零に向かって下降し、一
方、第２の半導体スイッチング素子５の電圧は上昇を始
める。第１の半導体スイッチング素子４に印加する電圧
が零に達すると第１の半導体スイッチング素子４を構成
するダイオードが導通し、期間６へと移行する。この期
間中に再び第１の半導体スイッチング素子４にオン信号
を与えておくことによって前述した動作を繰り返してい
る。
【０００９】このような動作を零電圧スイッチングと呼
ぶが、この動作を実現するためには、期間２おいて、第
１のコンデンサ７の電圧が第２のコンデンサ８に蓄えら
れている電圧と等しくなる必要がある。また、期間５に
おいては、第１のコンデンサの電圧７が直流電圧と等し
くなる必要がある。そのためにそれぞれの定数は第１の
コンデンサ７の容量は０．１８μＦ、第２のコンデンサ
８の容量は４．５μＦ、昇圧トランス６の１次巻線は４
５μＨとなっている。
ぶが、この動作を実現するためには、期間２おいて、第
１のコンデンサ７の電圧が第２のコンデンサ８に蓄えら
れている電圧と等しくなる必要がある。また、期間５に
おいては、第１のコンデンサの電圧７が直流電圧と等し
くなる必要がある。そのためにそれぞれの定数は第１の
コンデンサ７の容量は０．１８μＦ、第２のコンデンサ
８の容量は４．５μＦ、昇圧トランス６の１次巻線は４
５μＨとなっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】家庭用電子レンジは１
００Ｖの商用電源から１０００Ｗから１５００Ｗ程度の
電力供給を受けてマイクロ波で食品を加熱する調理器で
ある。扱う電力が大きいため商用電源から電力供給を受
けることが必要であるが、卓上で使用したい、或いは屋
外で使用したいというユーザーの要望が大きい。これを
実現するためには、電子レンジ自体に電力供給源を搭載
し、外部からの電力供給無しで使用できるコードレスの
構成とすることが必要である。
００Ｖの商用電源から１０００Ｗから１５００Ｗ程度の
電力供給を受けてマイクロ波で食品を加熱する調理器で
ある。扱う電力が大きいため商用電源から電力供給を受
けることが必要であるが、卓上で使用したい、或いは屋
外で使用したいというユーザーの要望が大きい。これを
実現するためには、電子レンジ自体に電力供給源を搭載
し、外部からの電力供給無しで使用できるコードレスの
構成とすることが必要である。
【００１１】近年、充電可能な２次電池の開発が携帯電
話、ノート型パソコン、電気自動車などの用途で進み、
ニッカド蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン
蓄電池のように新しい電池が実用化されてきている。こ
れに伴って蓄電池の高容量化と同時に小型化、軽量化が
実現している。このような背景で、電子レンジのように
大電力を扱う電気機器であっても、ある程度の短時間で
あればこれらの２次電池を搭載した構成とすることが実
用に供するようになってきつつある。
話、ノート型パソコン、電気自動車などの用途で進み、
ニッカド蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン
蓄電池のように新しい電池が実用化されてきている。こ
れに伴って蓄電池の高容量化と同時に小型化、軽量化が
実現している。このような背景で、電子レンジのように
大電力を扱う電気機器であっても、ある程度の短時間で
あればこれらの２次電池を搭載した構成とすることが実
用に供するようになってきつつある。
【００１２】２次電池１個（単体）をセルと呼ぶが、１
セルあたりの電圧はニッカド蓄電池、ニッケル水素蓄電
池では公称１．２Ｖ、リチウムイオン蓄電池では公称
３．７Ｖと低い電圧である。このような低い電圧で大電
力を供給する場合、非常に大きい電流を流さねばならな
い。しかしながら、電流が大きくなると、電力変換を行
なうインバータ回路に用いる半導体スイッチング素子や
インダクタ、コンデンサなどがその素子損失を低減する
ために大型化、高価格化する。例えば、１０００Ｗの電
力変換を行なう場合、電力源が１００Ｖの商用電源であ
れば、回路の力率を１００％とすると１０Ａになるが、
電力源が５０Ｖであれば２０Ａの電流が流れる。したが
って、これに応じてインバータ回路の扱う電流値も増大
する。この結果、インバータ回路の半導体スイッチング
素子やインダクタ、コンデンサなどの電気部品を電流が
増大しても損失を同等レベルしようとすると、その素子
サイズを大型化する必要がある。
セルあたりの電圧はニッカド蓄電池、ニッケル水素蓄電
池では公称１．２Ｖ、リチウムイオン蓄電池では公称
３．７Ｖと低い電圧である。このような低い電圧で大電
力を供給する場合、非常に大きい電流を流さねばならな
い。しかしながら、電流が大きくなると、電力変換を行
なうインバータ回路に用いる半導体スイッチング素子や
インダクタ、コンデンサなどがその素子損失を低減する
ために大型化、高価格化する。例えば、１０００Ｗの電
力変換を行なう場合、電力源が１００Ｖの商用電源であ
れば、回路の力率を１００％とすると１０Ａになるが、
電力源が５０Ｖであれば２０Ａの電流が流れる。したが
って、これに応じてインバータ回路の扱う電流値も増大
する。この結果、インバータ回路の半導体スイッチング
素子やインダクタ、コンデンサなどの電気部品を電流が
増大しても損失を同等レベルしようとすると、その素子
サイズを大型化する必要がある。
【００１３】一方、製造工場におけるインバータ回路の
生産から考えると、電気部品のサイズが変わると既存の
生産設備の部分変更或いは全部変更が必要となり、いず
れにしても大きな投資が課せられる。したがって、部品
サイズの大きな変更をしないようにすることが必要とさ
れる。これが第１の課題である。
生産から考えると、電気部品のサイズが変わると既存の
生産設備の部分変更或いは全部変更が必要となり、いず
れにしても大きな投資が課せられる。したがって、部品
サイズの大きな変更をしないようにすることが必要とさ
れる。これが第１の課題である。
【００１４】また、この課題をある程度緩和するために
複数のセルを直列接続し、ある程度以上の電圧にした上
でインバータ回路に供給する必要があるが、複数のセル
を直列接続するとバッテリー全体の出力電圧が高くなる
ので、装置の組立或いはバッテリー交換の際の感電に対
して対策を講じる必要がある。
複数のセルを直列接続し、ある程度以上の電圧にした上
でインバータ回路に供給する必要があるが、複数のセル
を直列接続するとバッテリー全体の出力電圧が高くなる
ので、装置の組立或いはバッテリー交換の際の感電に対
して対策を講じる必要がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために成したものであり、高周波加熱装置に複数の
セルを直列接続したバッテリーを内蔵し、このバッテリ
ーからインバータ回路は電力供給を受けてマグネトロン
を励振してマイクロ波を発生するように構成し、インバ
ータ回路に備えられた昇圧トランスの１次巻線のインダ
クタンス値Ｌ1を７０μＨ以下、前記バッテリーの電圧
ＶINを３０Ｖ以上とするとともに、
するために成したものであり、高周波加熱装置に複数の
セルを直列接続したバッテリーを内蔵し、このバッテリ
ーからインバータ回路は電力供給を受けてマグネトロン
を励振してマイクロ波を発生するように構成し、インバ
ータ回路に備えられた昇圧トランスの１次巻線のインダ
クタンス値Ｌ1を７０μＨ以下、前記バッテリーの電圧
ＶINを３０Ｖ以上とするとともに、
【００１６】
【数２】
としたものである。
【００１７】上記発明によれば、バッテリーを高周波加
熱装置に内蔵しているので高周波加熱装置を卓上或いは
屋外で携帯して使用することができ、既存の生産設備を
用いてインバータ回路を生産できるので高周波加熱装置
の高価格化を抑制することができる。
熱装置に内蔵しているので高周波加熱装置を卓上或いは
屋外で携帯して使用することができ、既存の生産設備を
用いてインバータ回路を生産できるので高周波加熱装置
の高価格化を抑制することができる。
【００１８】また、複数のセルで構成されたバッテリー
の中点近傍にスイッチを接続することによって、バッテ
リーの電圧が分断されるので装置の組立やバッテリー交
換時の感電を防止することができる。
の中点近傍にスイッチを接続することによって、バッテ
リーの電圧が分断されるので装置の組立やバッテリー交
換時の感電を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１にかかる高周波
加熱装置はバッテリーと、前記バッテリーの電力変換を
行うインバータと、前記インバータにより付勢されるマ
グネトロンとを備え、前記インバータは第１の共振コン
デンサと昇圧トランスによって構成される並列共振回路
と、前記並列共振回路を励振する第１の半導体スイッチ
ング素子と、前記並列共振回路に並列接続される第２の
コンデンサと第２の半導体スイッチング素子の直列接続
体と、前記昇圧トランスの出力を整流し、直流高電圧を
出力する高圧整流回路とからなり、前記昇圧トランスの
１次巻線のインダクタンスＬ1を７０μＨ以下、前記バ
ッテリーの電圧ＶINを３０Ｖ以上とするとともに、
加熱装置はバッテリーと、前記バッテリーの電力変換を
行うインバータと、前記インバータにより付勢されるマ
グネトロンとを備え、前記インバータは第１の共振コン
デンサと昇圧トランスによって構成される並列共振回路
と、前記並列共振回路を励振する第１の半導体スイッチ
ング素子と、前記並列共振回路に並列接続される第２の
コンデンサと第２の半導体スイッチング素子の直列接続
体と、前記昇圧トランスの出力を整流し、直流高電圧を
出力する高圧整流回路とからなり、前記昇圧トランスの
１次巻線のインダクタンスＬ1を７０μＨ以下、前記バ
ッテリーの電圧ＶINを３０Ｖ以上とするとともに、
【００２０】
【数３】
としたものである。
【００２１】そして、昇圧トランスの１次巻線をバッテ
リーの電圧の応じて既存の製造工場の設備を使用できる
ように設計するようにし、かつインバータ回路のゼロ電
圧スイッチング動作を確保できるように設計するため、
設備への投資を必要とせずに携帯可能な高周波加熱装置
を実現することができる。
リーの電圧の応じて既存の製造工場の設備を使用できる
ように設計するようにし、かつインバータ回路のゼロ電
圧スイッチング動作を確保できるように設計するため、
設備への投資を必要とせずに携帯可能な高周波加熱装置
を実現することができる。
【００２２】本発明の請求項２にかかる高周波加熱装置
は、バッテリーは複数のセルを直列に接続することによ
り３０Ｖ以上の電圧を発生させ、接続の中点付近にスイ
ッチを設ける構成としたものである。
は、バッテリーは複数のセルを直列に接続することによ
り３０Ｖ以上の電圧を発生させ、接続の中点付近にスイ
ッチを設ける構成としたものである。
【００２３】そして、スイッチがバッテリーの電圧を分
断し、それぞれのバッテリーの出力電圧をほぼ半分とす
ることができるため、例えば装置の組立やバッテリー交
換の際にスイッチをオフするようにしておけば、そのよ
うな際の感電を防止することができる。
断し、それぞれのバッテリーの出力電圧をほぼ半分とす
ることができるため、例えば装置の組立やバッテリー交
換の際にスイッチをオフするようにしておけば、そのよ
うな際の感電を防止することができる。
【００２４】本発明の請求項３にかかる高周波加熱装置
は、スイッチを高周波加熱装置の庫内に被加熱物を出し
入れするたのドアにより開閉するドアスイッチとしたも
のである。
は、スイッチを高周波加熱装置の庫内に被加熱物を出し
入れするたのドアにより開閉するドアスイッチとしたも
のである。
【００２５】そして、スイッチはドアの開閉によってバ
ッテリーの電圧を分断、接続するため、装置の組立やバ
ッテリ−交換時の感電を保護することができる。
ッテリーの電圧を分断、接続するため、装置の組立やバ
ッテリ−交換時の感電を保護することができる。
【００２６】本発明の請求項４にかかる高周波加熱装置
は、スイッチを指令部により駆動されるリレーあるいは
半導体デバイスで構成したことによって、インバータの
動作時や充電時などはスイッチをオンし、それ以外の時
はオフするなど、必要に応じてスイッチをオンオフする
ことにより、組み立て時やバッテリー交換時においてバ
ッテリーの電圧を分断し、感電に対する保護ができる。
は、スイッチを指令部により駆動されるリレーあるいは
半導体デバイスで構成したことによって、インバータの
動作時や充電時などはスイッチをオンし、それ以外の時
はオフするなど、必要に応じてスイッチをオンオフする
ことにより、組み立て時やバッテリー交換時においてバ
ッテリーの電圧を分断し、感電に対する保護ができる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
説明する。
【００２８】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
の回路構成を示した図である。１はバッテリー、２はイ
ンバータ回路、３はマグネトロン、１０は車に搭載され
ている蓄電池などの外部直流電源、１１は充電部、１６
は指令部、１７は操作部、１８は表示部である。バッテ
リー１は高周波加熱装置に内蔵されインバータ回路２に
電力を供給する。インバータ回路２は半導体スイッチン
グ素子４，５とコンデンサ７，８と昇圧トランス６と高
圧整流回路９から成り、バッテリー１の直流電力を昇圧
し、マグネトロン３に直流高電圧を供給する。マグネト
ロン３はこの直流高電圧によって付勢され加熱室（図示
せず）に電波を放射することによって、被加熱物を誘電
加熱する。また、１０は車に搭載されている蓄電池等の
ような外部直流電源であり充電部１１に電力を供給す
る。充電部１１は平滑フィルタ回路１２と、インダクタ
１３と、半導体スイッチング素子１４と、整流器１５か
ら成り、バッテリー１に電力供給し、バッテリー１を充
電する。指令部１６は充電部１１とインバータ回路２に
それぞれ動作／停止指令を与えそれぞれの回路の動作を
指令する。さらに、操作部１７は使用者が外部から操作
することで指令部１６に動作指示を与える。表示部１８
は指令部１６の動作状態を表示し、使用者に高周波加熱
装置の動作状態を報知するよう構成されている。
の回路構成を示した図である。１はバッテリー、２はイ
ンバータ回路、３はマグネトロン、１０は車に搭載され
ている蓄電池などの外部直流電源、１１は充電部、１６
は指令部、１７は操作部、１８は表示部である。バッテ
リー１は高周波加熱装置に内蔵されインバータ回路２に
電力を供給する。インバータ回路２は半導体スイッチン
グ素子４，５とコンデンサ７，８と昇圧トランス６と高
圧整流回路９から成り、バッテリー１の直流電力を昇圧
し、マグネトロン３に直流高電圧を供給する。マグネト
ロン３はこの直流高電圧によって付勢され加熱室（図示
せず）に電波を放射することによって、被加熱物を誘電
加熱する。また、１０は車に搭載されている蓄電池等の
ような外部直流電源であり充電部１１に電力を供給す
る。充電部１１は平滑フィルタ回路１２と、インダクタ
１３と、半導体スイッチング素子１４と、整流器１５か
ら成り、バッテリー１に電力供給し、バッテリー１を充
電する。指令部１６は充電部１１とインバータ回路２に
それぞれ動作／停止指令を与えそれぞれの回路の動作を
指令する。さらに、操作部１７は使用者が外部から操作
することで指令部１６に動作指示を与える。表示部１８
は指令部１６の動作状態を表示し、使用者に高周波加熱
装置の動作状態を報知するよう構成されている。
【００２９】次に動作及び作用について図２を参照して
説明する。まず、インバータ回路２の動作から説明す
る。第１の半導体スイッチング素子４をオン状態とする
ことによって昇圧トランス６の１次巻線にバッテリー１
から平滑回路を通して電流が流れる。所定の時間後に第
１の半導体スイッチング素子４をオフすると、昇圧トラ
ンス６の１次巻線と第１のコンデンサ７によって共振現
象が起こり、第１のコンデンサ７の電圧が上昇すると共
に、第１の半導体スイッチング素子４の電圧も上昇す
る。
説明する。まず、インバータ回路２の動作から説明す
る。第１の半導体スイッチング素子４をオン状態とする
ことによって昇圧トランス６の１次巻線にバッテリー１
から平滑回路を通して電流が流れる。所定の時間後に第
１の半導体スイッチング素子４をオフすると、昇圧トラ
ンス６の１次巻線と第１のコンデンサ７によって共振現
象が起こり、第１のコンデンサ７の電圧が上昇すると共
に、第１の半導体スイッチング素子４の電圧も上昇す
る。
【００３０】第１のコンデンサ７の電圧が第２のコンデ
ンサ８に蓄えられている電圧に等しくなると、第２の半
導体スイッチング素子５を構成するダイオードが導通
し、共振回路が昇圧トランス６の１次巻線と第１および
第２のコンデンサによって構成されるため傾きが急激に
緩やかになる。さらに、第２の半導体スイッチング素子
５をオン状態とすることでこの共振状態が継続し、所定
の時間後に第２の半導体スイッチング素子５をオフする
と、再び第１のコンデンサ７と昇圧トランス６の１次巻
線のみの共振状態となり、第１の半導体スイッチング素
子４及び第１のコンデンサ７の電圧は図２に示すごと
く、傾きが急になり低下していく。
ンサ８に蓄えられている電圧に等しくなると、第２の半
導体スイッチング素子５を構成するダイオードが導通
し、共振回路が昇圧トランス６の１次巻線と第１および
第２のコンデンサによって構成されるため傾きが急激に
緩やかになる。さらに、第２の半導体スイッチング素子
５をオン状態とすることでこの共振状態が継続し、所定
の時間後に第２の半導体スイッチング素子５をオフする
と、再び第１のコンデンサ７と昇圧トランス６の１次巻
線のみの共振状態となり、第１の半導体スイッチング素
子４及び第１のコンデンサ７の電圧は図２に示すごと
く、傾きが急になり低下していく。
【００３１】第１の半導体スイッチング素子４の電圧が
零になるとダイオードが導通し、ふたたび第１の半導体
スイッチング素子４にオン信号を与えることによって動
作を繰り返す。この間、昇圧トランス６の１次巻線には
図に示すごとく電流が流れこの電流によって昇圧トラン
ス６は励磁され、２次巻線に昇圧出力を発生する。この
昇圧トランス６の昇圧出力は高圧整流回路９によって整
流され、マグネトロン３に直流高電圧を印加する。
零になるとダイオードが導通し、ふたたび第１の半導体
スイッチング素子４にオン信号を与えることによって動
作を繰り返す。この間、昇圧トランス６の１次巻線には
図に示すごとく電流が流れこの電流によって昇圧トラン
ス６は励磁され、２次巻線に昇圧出力を発生する。この
昇圧トランス６の昇圧出力は高圧整流回路９によって整
流され、マグネトロン３に直流高電圧を印加する。
【００３２】このように本実施例においてはバッテリー
を高周波加熱装置に内蔵しているので、外部から電力供
給を受けることなくマグネトロンから電波を発生し、被
加熱物を加熱することができる。
を高周波加熱装置に内蔵しているので、外部から電力供
給を受けることなくマグネトロンから電波を発生し、被
加熱物を加熱することができる。
【００３３】次に充電部１１について説明する。半導体
スイッチング素子１４をオンすると図３に示すごとく電
流がインダクタ１３を介して流れる。この時の電流は
（数４）で示される。
スイッチング素子１４をオンすると図３に示すごとく電
流がインダクタ１３を介して流れる。この時の電流は
（数４）で示される。
【００３４】
【数４】
所定のオン時間後にオフするとインダクタ１３の電流は
ダイオード１５を通してバッテリー１へ供給される。こ
の時充電部１１の出力電圧をＶOとするとインダクタ１
３を流れる電流は、（数５）
ダイオード１５を通してバッテリー１へ供給される。こ
の時充電部１１の出力電圧をＶOとするとインダクタ１
３を流れる電流は、（数５）
【００３５】
【数５】
となる。
【００３６】ここでＩ１３がゼロとなった時点で再び半
導体スイッチング素子１４をオンするとインダクタ１３
の電流が増加を始め、動作を継続することができる。こ
こで半導体スイッチング素子１４のオン時間をＴＯＮ、
オフしている時間をＴＯＦＦとすると、（数６）が成り
立つ。
導体スイッチング素子１４をオンするとインダクタ１３
の電流が増加を始め、動作を継続することができる。こ
こで半導体スイッチング素子１４のオン時間をＴＯＮ、
オフしている時間をＴＯＦＦとすると、（数６）が成り
立つ。
【００３７】
【数６】
従って、この式を変形すると（数７）が導出される。
【００３８】
【数７】
従って半導体スイッチング素子１４のオンオフ比を設定
することで、任意の出力電圧を得てバッテリー１を充電
することができる。このため、たとえば車に搭載されて
いる１２Ｖの蓄電池からバッテリー１を充電するのに必
要な電圧を発生し、バッテリー１を充電することが可能
となる。
することで、任意の出力電圧を得てバッテリー１を充電
することができる。このため、たとえば車に搭載されて
いる１２Ｖの蓄電池からバッテリー１を充電するのに必
要な電圧を発生し、バッテリー１を充電することが可能
となる。
【００３９】従来は電力供給源として商用電源が必要で
あり、高周波加熱装置を携帯し、例えば屋外で使用する
ことはできなかった。しかし、本実施例の高周波加熱装
置によればインバータ回路２に電力供給を行なう電力供
給源すなわち、バッテリー１を内蔵することによって高
周波加熱装置を屋外に携帯して使用することができる。
また、バッテリー１を充電する充電部１１を備えること
によって、例えば車に搭載されている蓄電池から充電す
ることによって繰り返し高周波加熱装置を使用すること
ができる。
あり、高周波加熱装置を携帯し、例えば屋外で使用する
ことはできなかった。しかし、本実施例の高周波加熱装
置によればインバータ回路２に電力供給を行なう電力供
給源すなわち、バッテリー１を内蔵することによって高
周波加熱装置を屋外に携帯して使用することができる。
また、バッテリー１を充電する充電部１１を備えること
によって、例えば車に搭載されている蓄電池から充電す
ることによって繰り返し高周波加熱装置を使用すること
ができる。
【００４０】（実施例２）図４は本発明の第２の実施例
を示す回路図である。なお、実施例１と同一符号のもの
は同一の構成要素であり、説明は省略する。インバータ
回路２に備えられた昇圧トランス６は従来例においても
述べたように家庭用のように商用電源を入力源とする場
合、その巻数比は２０前後に設計されている。
を示す回路図である。なお、実施例１と同一符号のもの
は同一の構成要素であり、説明は省略する。インバータ
回路２に備えられた昇圧トランス６は従来例においても
述べたように家庭用のように商用電源を入力源とする場
合、その巻数比は２０前後に設計されている。
【００４１】しかしながら、バッテリー１の電圧が商用
電源の実効電圧に満たない場合、昇圧トランス６の昇圧
出力が不足しマグネトロン３のカットオフ電圧に達せ
ず、発振できない。或いは所定の出力が得られないとい
ったことが起こる。これを回避するには単セルあたり
１．２Ｖ或いは３．７Ｖの蓄電池を直列に接続してバッ
テリー１の出力電圧を上げることが考えられるが、商用
電源と同等の電圧まで上げるためには、例えばニッカド
蓄電池やニッケル水素蓄電池であれば、８３個もの蓄電
池を必要としてしまう。蓄電池の個数をむやみに増やす
ことは高周波加熱装置の高価格化、大型化を余儀なくし
てしまう。
電源の実効電圧に満たない場合、昇圧トランス６の昇圧
出力が不足しマグネトロン３のカットオフ電圧に達せ
ず、発振できない。或いは所定の出力が得られないとい
ったことが起こる。これを回避するには単セルあたり
１．２Ｖ或いは３．７Ｖの蓄電池を直列に接続してバッ
テリー１の出力電圧を上げることが考えられるが、商用
電源と同等の電圧まで上げるためには、例えばニッカド
蓄電池やニッケル水素蓄電池であれば、８３個もの蓄電
池を必要としてしまう。蓄電池の個数をむやみに増やす
ことは高周波加熱装置の高価格化、大型化を余儀なくし
てしまう。
【００４２】このためインバータ回路２で入力電圧の不
足に対応しようとすると昇圧トランス６の巻数比をバッ
テリー１の電圧に応じて増加させなければならない必要
性が生じる。しかし、昇圧トランス６は図５に示すごと
く、同一のボビン６ｂに同軸上に１次巻線６ａ、２次巻
線６ｃ、ヒータ巻線を構成し、このボビン６ｂにＵ字状
のフェライトコアなどの磁性材料６ｄを勘合しているた
め、巻線を巻き足すにも自ずと限界がある。また、２次
巻線６ｃはマグネトロン３に電圧を供給するために２Ｋ
Ｖ以上の高電圧を発生する部品でもあるので、フェライ
トコア６ｄやその他の異電位の部品に対して十分な絶縁
距離を有さなければ、回路上での放電など不都合な現象
を誘発する原因となってしまう。
足に対応しようとすると昇圧トランス６の巻数比をバッ
テリー１の電圧に応じて増加させなければならない必要
性が生じる。しかし、昇圧トランス６は図５に示すごと
く、同一のボビン６ｂに同軸上に１次巻線６ａ、２次巻
線６ｃ、ヒータ巻線を構成し、このボビン６ｂにＵ字状
のフェライトコアなどの磁性材料６ｄを勘合しているた
め、巻線を巻き足すにも自ずと限界がある。また、２次
巻線６ｃはマグネトロン３に電圧を供給するために２Ｋ
Ｖ以上の高電圧を発生する部品でもあるので、フェライ
トコア６ｄやその他の異電位の部品に対して十分な絶縁
距離を有さなければ、回路上での放電など不都合な現象
を誘発する原因となってしまう。
【００４３】したがって、現有の生産設備を用いかつ、
昇圧トランス６の巻数比を増加するには１次巻線６ａの
巻数を減じなければならない。しかしながら、ただ単に
１次巻線６ａのインダクタンスを減ずるのみでは第１の
半導体スイッチング素子４の大幅な電流増加や、半導体
スイッチング素子４のゼロ電圧動作の不全などを招き、
結果として半導体スイッチング素子４，５のスイッチン
グ損失を増大してしまう。このため半導体スイッチング
素子４，５の冷却に大掛かりな装置を必要としてしまう
という問題点がある。
昇圧トランス６の巻数比を増加するには１次巻線６ａの
巻数を減じなければならない。しかしながら、ただ単に
１次巻線６ａのインダクタンスを減ずるのみでは第１の
半導体スイッチング素子４の大幅な電流増加や、半導体
スイッチング素子４のゼロ電圧動作の不全などを招き、
結果として半導体スイッチング素子４，５のスイッチン
グ損失を増大してしまう。このため半導体スイッチング
素子４，５の冷却に大掛かりな装置を必要としてしまう
という問題点がある。
【００４４】図６はバッテリー１の電圧ＶINと昇圧トラ
ンス６の１次巻線６ａのインダクタンスＬ1との関係に
おいて零電圧スイッチングを実現し、かつ所定の変換電
力を選られる定数の範囲を実験的に求めたものである。
ンス６の１次巻線６ａのインダクタンスＬ1との関係に
おいて零電圧スイッチングを実現し、かつ所定の変換電
力を選られる定数の範囲を実験的に求めたものである。
【００４５】例えば冷蔵庫などで保冷されていた食品加
熱する場合、マイクロ波出力で５００ｗであれば約２分
間の加熱時間を要する。高周波加熱装置のマイクロ波を
出力する効率はインバータ回路２とマグネトロン３の変
換効率から約５６％であるのでマイクロ波出力５００ｗ
を得るためには、インバータ回路２の入力電力としては
約９００ｗを必要とする。
熱する場合、マイクロ波出力で５００ｗであれば約２分
間の加熱時間を要する。高周波加熱装置のマイクロ波を
出力する効率はインバータ回路２とマグネトロン３の変
換効率から約５６％であるのでマイクロ波出力５００ｗ
を得るためには、インバータ回路２の入力電力としては
約９００ｗを必要とする。
【００４６】したがって、本実施例においてはインバー
タ回路２の動作周波数を２５ｋＨｚにとり所定の変換電
力を９００Ｗとし、これをバッテリー１から供給するよ
うにした。また、現有の設備、構成で昇圧トランス６を
構成することから、１次巻線６ａのインダクタンスは７
０μＨを上限としている。この場合、昇圧トランス６の
１次巻線６ａのインダクタンスＬ1とバッテリーの電圧
ＶINの関係は、
タ回路２の動作周波数を２５ｋＨｚにとり所定の変換電
力を９００Ｗとし、これをバッテリー１から供給するよ
うにした。また、現有の設備、構成で昇圧トランス６を
構成することから、１次巻線６ａのインダクタンスは７
０μＨを上限としている。この場合、昇圧トランス６の
１次巻線６ａのインダクタンスＬ1とバッテリーの電圧
ＶINの関係は、
【００４７】
【数８】
となる。
【００４８】例えば、バッテリー１を複数の蓄電池（た
とえばニッカド蓄電池やニッケル水素蓄電池）によって
構成した場合、ニッカド蓄電池、ニッケル水素蓄電池は
蓄電池１個の電圧は１．２Ｖであるので、４０個使った
とした場合、４８Ｖの定格出力電圧が得られる。この
時、前述の（数８）によれば１次巻線６ａのインダクタ
ンスＬ1は３２．２μＨであればよいことになる。
とえばニッカド蓄電池やニッケル水素蓄電池）によって
構成した場合、ニッカド蓄電池、ニッケル水素蓄電池は
蓄電池１個の電圧は１．２Ｖであるので、４０個使った
とした場合、４８Ｖの定格出力電圧が得られる。この
時、前述の（数８）によれば１次巻線６ａのインダクタ
ンスＬ1は３２．２μＨであればよいことになる。
【００４９】しかしながら、ニッカド蓄電池やニッケル
水素蓄電池は放電末期になると出力電圧が低下する傾向
にあり、放電完了時には蓄電池１個当たりの電圧は０．
８Ｖにまで低下する。したがってこの時まで所定の変換
電力を維持しようとすると１次巻線６ａのインダクタン
スは２０．９μＨ以下にしなければならないことにな
る。このような定数設定にすることによってバッテリー
１の電圧が放電末期になって低下しても所定の電力変換
を行なえかつ、零電圧スイッチング動作を確実に行なう
ことができるようになる。
水素蓄電池は放電末期になると出力電圧が低下する傾向
にあり、放電完了時には蓄電池１個当たりの電圧は０．
８Ｖにまで低下する。したがってこの時まで所定の変換
電力を維持しようとすると１次巻線６ａのインダクタン
スは２０．９μＨ以下にしなければならないことにな
る。このような定数設定にすることによってバッテリー
１の電圧が放電末期になって低下しても所定の電力変換
を行なえかつ、零電圧スイッチング動作を確実に行なう
ことができるようになる。
【００５０】従って、本実施例の高周波加熱装置ではイ
ンバータ回路２の昇圧トランス６の１次巻線６ａを
ンバータ回路２の昇圧トランス６の１次巻線６ａを
【００５１】
【数９】
とし、かつＶIN（Ｖ）＞３０、Ｌ1＜７０（μＨ）なる
関係を満たすように設計することによって、既存の家庭
用高周波熱装置のインバータ回路との生産設備の共用化
を実現でき、かつインバータ回路のゼロ電圧スイッチン
グ動作を確保することができる。したがって、昇圧トラ
ンス及びインバータ回路の不要な大型化、高コスト化を
防止することができる。
関係を満たすように設計することによって、既存の家庭
用高周波熱装置のインバータ回路との生産設備の共用化
を実現でき、かつインバータ回路のゼロ電圧スイッチン
グ動作を確保することができる。したがって、昇圧トラ
ンス及びインバータ回路の不要な大型化、高コスト化を
防止することができる。
【００５２】（実施例３）図７は本発明の第３の実施例
の高周波加熱装置を示す回路図であり、前述の実施例と
同一符号のものは同一の構成要素であり、説明は省略す
る。スイッチ１９は複数の蓄電池から構成されたバッテ
リー１の中点近傍に設けられている。一般に、交流電圧
では３０Ｖ以上、直流電圧では４５Ｖ以上になると感電
の可能性があり、露出する可能性がある充電部（たとえ
ば、バッテリーの端子部分）はこの電圧以下でなければ
ならない。
の高周波加熱装置を示す回路図であり、前述の実施例と
同一符号のものは同一の構成要素であり、説明は省略す
る。スイッチ１９は複数の蓄電池から構成されたバッテ
リー１の中点近傍に設けられている。一般に、交流電圧
では３０Ｖ以上、直流電圧では４５Ｖ以上になると感電
の可能性があり、露出する可能性がある充電部（たとえ
ば、バッテリーの端子部分）はこの電圧以下でなければ
ならない。
【００５３】本実施例のように構成することにより、高
周波加熱装置を組み立てる際にスイッチ１９によってバ
ッテリー１の電圧が分断されることで露出する可能性の
ある端子間の電圧はバッテリー１の電圧のおよそ１／２
となり、感電することがなくなる。
周波加熱装置を組み立てる際にスイッチ１９によってバ
ッテリー１の電圧が分断されることで露出する可能性の
ある端子間の電圧はバッテリー１の電圧のおよそ１／２
となり、感電することがなくなる。
【００５４】また、ニッカド蓄電池やニッケル水素蓄電
池は法令でリサイクルが義務づけられているのでバッテ
リー１を交換できる構造でなければならない。したがっ
てバッテリー１の交換作業が発生する。この時も組立の
時と同様に端子部分が使用者によって触れられる可能性
があるが、スイッチ１９によってバッテリー１の中点で
端子間電圧を分断することによってバッテリー交換時の
使用者の感電を防止することができる。
池は法令でリサイクルが義務づけられているのでバッテ
リー１を交換できる構造でなければならない。したがっ
てバッテリー１の交換作業が発生する。この時も組立の
時と同様に端子部分が使用者によって触れられる可能性
があるが、スイッチ１９によってバッテリー１の中点で
端子間電圧を分断することによってバッテリー交換時の
使用者の感電を防止することができる。
【００５５】（実施例４）図８は本発明の第４の実施例
の高周波加熱装置を示す回路図であり、前述の実施例と
同一符号のものは同一の構成要素であり説明は省略す
る。スイッチ１９は高周波加熱装置のドアが開くとスイ
ッチ１９が切れるように構成され、高周波加熱装置のド
ア近傍に取り付けられている。バッテリー１はこのスイ
ッチ１９によって高周波加熱装置のドアが開くと、電圧
が分断される。従って、バッテリー１の全電圧が高周波
加熱装置の内部で印加されている箇所がなくなる。
の高周波加熱装置を示す回路図であり、前述の実施例と
同一符号のものは同一の構成要素であり説明は省略す
る。スイッチ１９は高周波加熱装置のドアが開くとスイ
ッチ１９が切れるように構成され、高周波加熱装置のド
ア近傍に取り付けられている。バッテリー１はこのスイ
ッチ１９によって高周波加熱装置のドアが開くと、電圧
が分断される。従って、バッテリー１の全電圧が高周波
加熱装置の内部で印加されている箇所がなくなる。
【００５６】さらに、これと同時に高周波加熱装置のド
アを開けていないとバッテリー１を取り出せないように
構成することによって、バッテリー交換時に使用者がバ
ッテリーで感電する可能性は更に低くすることができな
お好都合である。
アを開けていないとバッテリー１を取り出せないように
構成することによって、バッテリー交換時に使用者がバ
ッテリーで感電する可能性は更に低くすることができな
お好都合である。
【００５７】（実施例５）図９は本発明の第５の実施例
の高周波加熱装置を示す回路図であり、前述の実施例と
同一符号のものは同一の構成要素であり説明は省略す
る。１９はリレースイッチであり指令部１６の信号に基
づいて、オンオフする構成となっている。
の高周波加熱装置を示す回路図であり、前述の実施例と
同一符号のものは同一の構成要素であり説明は省略す
る。１９はリレースイッチであり指令部１６の信号に基
づいて、オンオフする構成となっている。
【００５８】次に動作および作用について説明する。指
令部１６は操作部１７からインバータ動作の信号を受け
ると、リレースイッチ１９を閉じ、インバータ回路２に
電圧を供給する。さらに、指令部１６はインバータ回路
２の動作も指示することによって高周波加熱装置は電波
を発生し被加熱物の加熱を行なうことができる。インバ
ータ回路２の動作が終了すると指令部１６は再びリレー
スイッチ１９をオフしてインバータ回路２の待機電力に
よるバッテリー１の消耗を防止することができる。
令部１６は操作部１７からインバータ動作の信号を受け
ると、リレースイッチ１９を閉じ、インバータ回路２に
電圧を供給する。さらに、指令部１６はインバータ回路
２の動作も指示することによって高周波加熱装置は電波
を発生し被加熱物の加熱を行なうことができる。インバ
ータ回路２の動作が終了すると指令部１６は再びリレー
スイッチ１９をオフしてインバータ回路２の待機電力に
よるバッテリー１の消耗を防止することができる。
【００５９】また、指令部１６から充電動作の指示が発
せられるとリレースイッチ１９はオンとなりバッテリー
１への充電を開始する。充電動作が完了すると指令部１
６は再びリレースイッチ１９はオフとする。このような
構成とすることで、バッテリー１はインバータ回路２の
動作或いは充電部１１の充電動作が成されていない時は
常に端子間の電圧がこのリレースイッチ１９によって分
断されている。
せられるとリレースイッチ１９はオンとなりバッテリー
１への充電を開始する。充電動作が完了すると指令部１
６は再びリレースイッチ１９はオフとする。このような
構成とすることで、バッテリー１はインバータ回路２の
動作或いは充電部１１の充電動作が成されていない時は
常に端子間の電圧がこのリレースイッチ１９によって分
断されている。
【００６０】従って、組立時にバッテリーによって感電
する可能性を無くすことができ、かつ、バッテリーの交
換時に使用者がバッテリーで感電する可能性をなくすこ
とができる。
する可能性を無くすことができ、かつ、バッテリーの交
換時に使用者がバッテリーで感電する可能性をなくすこ
とができる。
【００６１】なお、本実施例においてはリレースイッチ
を用いた例で説明したが、このスイッチ１９はトライア
ックなどの半導体デバイスであってもよい。
を用いた例で説明したが、このスイッチ１９はトライア
ックなどの半導体デバイスであってもよい。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載の発明によれば、商用電源からの電力供給を必要と
せずコードレスの高周波加熱装置を実現し卓上や屋外で
使用可能な高周波加熱装置を実現でき、充電部によって
バッテリーを充電できるのでバッテリーを充電すること
で高周波加熱装置を繰り返し使用することができるとと
もに、既存の生産設備でインバータ回路を生産でき、高
周波加熱装置の高価格化を抑制すると同時に、零電圧ス
イッチング動作を確実に実現しインバータ回路の高効率
動作を損なわないという効果がある。
記載の発明によれば、商用電源からの電力供給を必要と
せずコードレスの高周波加熱装置を実現し卓上や屋外で
使用可能な高周波加熱装置を実現でき、充電部によって
バッテリーを充電できるのでバッテリーを充電すること
で高周波加熱装置を繰り返し使用することができるとと
もに、既存の生産設備でインバータ回路を生産でき、高
周波加熱装置の高価格化を抑制すると同時に、零電圧ス
イッチング動作を確実に実現しインバータ回路の高効率
動作を損なわないという効果がある。
【００６３】また、請求項２に記載の発明によれば、バ
ッテリーの電圧がスイッチをオフすることにより分断さ
れるので、高周波加熱装置の組立やバッテリーの交換時
の感電に対して組立作業者、使用者を保護することがで
きるという効果がある。
ッテリーの電圧がスイッチをオフすることにより分断さ
れるので、高周波加熱装置の組立やバッテリーの交換時
の感電に対して組立作業者、使用者を保護することがで
きるという効果がある。
【００６４】また、請求項３に記載の発明によれば、ド
アを開くことにより、バッテリーの電圧が分断され、高
周波加熱装置の組立やバッテリーの交換時の感電に対し
て組立作業者、使用者を保護することができるという効
果がある。
アを開くことにより、バッテリーの電圧が分断され、高
周波加熱装置の組立やバッテリーの交換時の感電に対し
て組立作業者、使用者を保護することができるという効
果がある。
【００６５】また、請求項４に記載の発明によれば、高
周波加熱装置が動作する場合あるいは充電部への充電動
作がなされている場合以外では指令部がスイッチを開状
態とし、バッテリーの電圧を分断することができるの
で、高周波加熱装置の組立やバッテリーの交換時の感電
に対して組立作業者、使用者を保護することができると
いう効果がある。
周波加熱装置が動作する場合あるいは充電部への充電動
作がなされている場合以外では指令部がスイッチを開状
態とし、バッテリーの電圧を分断することができるの
で、高周波加熱装置の組立やバッテリーの交換時の感電
に対して組立作業者、使用者を保護することができると
いう効果がある。
【図１】本発明の実施例１における高周波加熱装置の回
路図
路図
【図２】同高周波加熱装置のインバータ回路２の動作波
形図
形図
【図３】同高周波加熱装置の充電部の動作波形図
【図４】本発明の実施例２における高周波加熱装置の回
路図
路図
【図５】（ａ）同高周波加熱装置のインバータ回路に備
えられた昇圧トランスの外観図 （ｂ）同断面図
えられた昇圧トランスの外観図 （ｂ）同断面図
【図６】同高周波加熱装置のインバータ回路の昇圧トラ
ンス６の１次巻線のインダクタンスＬ1とバッテリー１
の電圧ＶINの関係を示す図
ンス６の１次巻線のインダクタンスＬ1とバッテリー１
の電圧ＶINの関係を示す図
【図７】本発明の実施例３における高周波加熱装置の回
路図
路図
【図８】本発明の実施例４における高周波加熱装置の回
路図
路図
【図９】本発明の実施例５における高周波加熱装置の回
路図
路図
【図１０】従来の高周波加熱装置を示すブロック図
【図１１】同高周波加熱装置を示す回路図
【図１２】同高周波加熱装置のインバータ回路２の動作
波形図
波形図
１ バッテリー
２ インバータ回路
３ マグネトロン
４ 第１の半導体スイッチング素子
５ 第２の半導体スイッチング素子
６ 昇圧トランス
７ 第１のコンデンサ
８ 第２のコンデンサ
９ 高圧整流回路
１０ 外部電源
１１ 充電部
１２ 平滑回路
１３ インダクタ
１４ 半導体スイッチング素子
１５ ダイオード
１６ 指令部
１７ 操作部
１８ 表示部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3K086 AA10 BA08 CA20 CB20 CC20
DB03 EA03 FA02 FA03 FA04
FA05 FA08
3K090 AA20 BA01 EB11 EB12 EB13
EB32
3L086 CC22 DA01
Claims (4)
- 【請求項１】 バッテリーと、前記バッテリーの電力変
換を行うインバータと、前記インバータにより付勢され
るマグネトロンとを備え、前記インバータは第１の共振
コンデンサと昇圧トランスによって構成される並列共振
回路と、前記並列共振回路を励振する第１の半導体スイ
ッチング素子と、前記並列共振回路に並列接続される第
２のコンデンサと第２の半導体スイッチング素子の直列
接続体と、前記昇圧トランスの出力を整流し、直流高電
圧を出力する高圧整流回路とからなり、前記昇圧トラン
スの１次巻線のインダクタンスＬ1（μＨ）を７０以
下、前記バッテリーの電圧ＶIN（Ｖ）を３０以上とする
とともに、 【数１】 とした高周波加熱装置。 - 【請求項２】 バッテリーは複数のセルを直列に接続し
てなり、前記接続の中点付近にはスイッチを設ける構成
とした請求項１記載の高周波加熱装置。 - 【請求項３】 スイッチは高周波加熱装置の庫内に被加
熱物を出し入れするためのドアにより開閉動作するドア
スイッチと兼用する構成とした請求項２記載の高周波加
熱装置。 - 【請求項４】 スイッチは指令部により駆動されるリレ
ーあるいは半導体デバイスで構成した請求項２記載の高
周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001286809A JP2003100438A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001286809A JP2003100438A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 高周波加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003100438A true JP2003100438A (ja) | 2003-04-04 |
Family
ID=19109716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001286809A Withdrawn JP2003100438A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003100438A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220045394A1 (en) * | 2014-06-30 | 2022-02-10 | Black & Decker Inc. | Battery pack for a cordless power tool |
-
2001
- 2001-09-20 JP JP2001286809A patent/JP2003100438A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220045394A1 (en) * | 2014-06-30 | 2022-02-10 | Black & Decker Inc. | Battery pack for a cordless power tool |
| US11837690B2 (en) * | 2014-06-30 | 2023-12-05 | Black & Decker Inc. | Battery pack for a cordless power tool |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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