JP6643176B2

JP6643176B2 - 高周波加熱調理器

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Publication number: JP6643176B2
Application number: JP2016090051A
Authority: JP
Inventors: 誠司斎藤; 功記加藤
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2020-02-12
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: JP2017199585A

Description

本発明は、高周波加熱調理器に関するものである。

本技術分野の背景技術として、特開２０１０−１２３３５６号公報（特許文献１）がある。特許文献１の要約欄には、「マグネトロン３１を駆動するインバータ回路４８と、入力電流を検出する入力電流検出回路５２と、スイッチング素子４４を制御する制御回路５０とを備えたマグネトロン駆動用電源３０において、交流電源４１のゼロボルトを検出する電源同期タイミング検出回路５１と、スイッチング素子４４のＯＮ時間とＯＦＦ時間を決定する駆動データとを備え、マグネトロン３１を駆動した直後は前記電源同期タイミング検出回路５１の検出した交流電源のゼロボルトを基準に前記駆動データを使用し、マグネトロン３１が温まった後は、交流電源４１の電圧が低い部分では、前記駆動データのＯＮ時間比率の長い状態で制御し、交流電源４１の頂点部の手前部分では、前記駆動データのＯＮ時間比率を短くするように、制御回路５０によりインバータ回路４８を制御する。」と記載がある。

特開２０１０−１２３３５６号公報

上記した特許文献１に示すインバータ回路の構成では、入力電流検出回路で検出する入力電流に関して測定誤差が生じることがある（入力側の誤差）。

また、一般的にインバータで駆動するマグネトロンの効率には個体差があり、個々のマグネトロンで入力電流に対する発振出力が大きく異なる。そのため、マグネトロンを特定の出力で発信した時の入力電流が特定値になるようにデータ信号を調整する場合、調整範囲を大きく設定しておく必要があり、調整に要する時間が長くなる。

すなわち、マグネトロン駆動用電源の入力電源検出回路を調整した後、マグネトロン駆動用電源を高周波加熱調理器に組み込んだ状態でデータ信号を調整する必要であり、製造段階での調整に長時間を要することがある。

そこで本発明は、高周波加熱調理器の入力や出力に関する調整時間を短縮することを目的とする。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、マグネトロンと、交流電
源に接続され電源を直流化する整流回路と、該整流回路に接続され前記マグネトロンを駆
動するインバータ回路と、該インバータ回路のスイッチング素子を駆動する駆動回路と、
前記インバータ回路に流れる電流を検出する入力電流検出回路と、前記インバータ回路の
スイッチング素子のＯＮタイミングを出力するＯＮタイミング検出回路と、前記入力電流
検出回路の検出結果に基づいて前記インバータ回路のスイッチング素子を制御する制御手
段とを備え、該制御手段には、前記交流電源の半周期の時間軸を複数に分けたエリアに対応して前記スイッチング素子をＯＮするのに必要なＯＮ時間の駆動データを格納する記憶手段と、ダイレクトアクセスメモリを有し、前記駆動データは前記交流電源の周波数に応じて異なっており、前記駆動データは、前記各エリアでは同じＯＮ時間であり、前記エリア毎のＯＮ時間は前記交流電源電圧のゼロからピークに向かって短くなるように構成されており、前記駆動データは前記入力電流検出回路の検出電流に応じて異なって記憶されており、前記ダイレクトアクセスメモリは前記記憶手段に格納された駆動データをＩ／Ｏを介して前記スイッチング素子の駆動信号として前記駆動回路に転送するものである。

本発明によれば、高周波加熱調理器の入力や出力に関する調整時間を短縮することができる。

本発明の一実施例に係るマグネトロン駆動用電源を搭載した高周波加熱調理器の外観斜視図である。図１のＶ−Ｖ断面図である。本発明の一実施例に係る高周波加熱調理器のマグネトロン駆動用電源を説明する制御ブロック図。本発明の一実施例に係る高周波加熱調理器の制御を説明するブロック図。本発明の一実施例に係る高周波加熱調理器のマグネトロン駆動用電源の制御ブロック図の主要部の電圧波形図。本発明の一実施例に係る高周波加熱調理器のエリア毎のパルスの説明図。

以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
図において、高周波加熱調理器の本体１は、加熱室１７に加熱する食品（被加熱物）を入れ、高周波エネルギーやヒータの熱を使用して食品を加熱調理する。

ドア２は、加熱室１７の内部に食品を出し入れするために開閉するもので、ドア２を閉めることで加熱室１７を密閉状態にし、食品を加熱する時に使用する高周波の漏洩を防止し、ヒータの熱を封じ込め、効率良く加熱することを可能とする。

取っ手７は、ドア２に取り付けられ、ドア２の開閉を容易にするもので、手で握りやすい形状になっている。

ガラス窓４は、調理中の食品の状態が確認できるようにドア２に取り付けられ、ヒータ等の発熱による高温に耐えるガラスを使用している。

入力手段５は、ドア２の前面下側の操作パネル３に設けた表示部５ａと操作部５ｂからなり、操作部５ｂは、高周波加熱やヒータ加熱等の加熱手段や加熱の強さや加熱する時間等の調理条件を入力するためのもので、表示部５ａは、操作部５ｂから入力された内容や調理の進行状態を表示するものである。

排気口８は、部品を冷却した後の冷却風や食品を加熱した時に発生した蒸気を排出する部分である。

機械室１８は、加熱室１７下部に設けられた空間で、空間内には、食品を加熱するためのマグネトロン３１、マグネトロン３１に接続された導波管２１、マグネトロン３１の電源を供給するマグネトロン駆動用電源３０が搭載されたインバータ基板４８０、その他後述する各種部品、これらの各種部品を冷却する冷却手段６２等が取り付けられている。

加熱室１７の底面の略中央部は凹状に窪んでおり、その中に回転アンテナ１９が設置され、マグネトロン３１の発振により放射される高周波エネルギーは、導波管２１、回転アンテナ駆動手段２３の出力軸２３ａが貫通する結合穴２２を通して回転アンテナ１９の下面に流入し、回転アンテナ１９で拡散されて加熱室１７内に放射される。回転アンテナ１９は、回転アンテナ駆動手段２３の出力軸２３ａに連結されている。

加熱室１７の後部には熱風ユニット１１が取り付けられ、熱風ユニット１１内には加熱室１７内の空気を効率良く循環させる熱風ファン１５と、熱風ヒータ１４が取り付けられ、加熱室奥壁面には熱風の通り道となる孔が設けられている。

熱風ファン１５は、熱風ユニット１１の外側に取り付けられた熱風モータ１３の駆動により回転し、加熱室奥壁面に設けた孔を通して加熱室１７との間で空気を循環し、熱風ヒータ１４で循環する空気を加熱する。

加熱室１７の天面の裏側には、ヒータよりなるグリル加熱手段１２が取り付けられている。グリル加熱手段１２は、マイカ板にヒータ線を巻き付けて平面状に形成し、加熱室１７の天面裏側に押し付けて固定し、加熱室１７の天面を加熱して加熱室１７内の食品を輻射熱によって焼くものである。

温度検出手段１６は、各ヒータで加熱される加熱室１７の温度を検出するもので、検知手段としてサーミスター等が使用される。

テーブルプレート２０は、食品を載置するためのもので、ヒータ加熱と高周波加熱の両方に使用できるように耐熱性を有し、かつ、高周波の透過性が良く、衛生面でも問題がない磁器等の材料で成形されている。

次に、図４のブロック図について説明する。
４１は交流電源で、本体１の制御部品や各電気部品を動作させるものである。６０はレンジ加熱手段で、食品を高周波エネルギーで加熱するマグネトロン３１と、マグネトロン駆動用電源３０とを含む構成である。主制御手段６は、入力手段５より入力された加熱の強さをパワー信号６ａに変換して、マグネトロン駆動用電源３０の制御回路５０に送る。

６１はオーブン加熱手段で、前述した熱風ユニット１１と熱風ユニット１１の外側に取り付けられた熱風モータ１３とを含む。主制御手段６は、加熱室１７の温度が入力手段５から入力された温度になるように、加熱室１７の温度を温度検出手段１６により検出し、熱風ヒータ１４の電力を調整する。

６２は冷却手段で、加熱動作時に自己発熱部品や発熱部品からの熱伝導によって熱的に不具合を発生する可能性のある部品を冷却するもので、レンジ加熱手段６０が動作している時は、特にマグネトロン３１やマグネトロン駆動用電源３０を冷却するものである。

６は主制御手段で、入力手段５から入力された内容に従い、食品を加熱調理するように各加熱手段を動作させ、温度検出手段１６の検知温度に応じてオーブン加熱手段６１やグリル加熱手段１２のヒータの電力を調整するものである。

次に、マグネトロン３１とマグネトロン駆動用電源３０の動作について説明する。図３は、マグネトロン駆動用電源３０を説明する制御ブロック図、図５は、制御ブロック図の主要部の電圧波形図、図６はエリア毎のパルスの説明図である。

まず、マグネトロン駆動用電源３０について説明する。
４１は交流電源で、商用電源から供給される交流の電源である。４２は整流回路で、交流電源４１から供給された交流の電源を直流化するものである。

４３は電源平滑回路で、整流回路４２で整流された電源を平滑するものである。
４６は昇圧トランスで、一時側コイルに印加された電圧を昇圧して二次側コイルに高い電圧を誘起させるものである。
４４はスイッチング素子で、昇圧トランス４６の一次側コイルに流す電流を高周波（２０Ｋ〜４０ＫＨｚ）でＯＮ、ＯＦＦするものである。
４５は共振コンデンサである。共振コンデンサ４５と昇圧トランス４６の一次側コイルのインダクタンスによって、スイッチング素子４４がＯＮからＯＦＦした後も、昇圧トランス４６の一次側コイルに電流が交流的に流れ、昇圧トランス４６の二次側コイルに電圧を誘起する。そして、スイッチング素子４４のＯＮ、ＯＦＦする時間の比率を調整することで、二次側に発生する電圧の高さを調節する。

以上説明した電源平滑回路４３、スイッチング素子４４、共振コンデンサ４５、昇圧トランス４６によって、インバータ回路４８を構成する。

４７は高圧回路で、昇圧トランス４６の二次側コイルに誘起した高周波電圧を倍電圧整流するものである。

３１はマグネトロンである。電気的構成としては、カソード３１ａ（ヒータ兼用）とアノード３１ｂからなり、ヒータ３１ａに電流を流しヒータを発熱させ、ヒータが温まり、カソード３１ａとアノード３１ｂ間の電圧が発振電圧以上（約４ｋＶ）に達するとマグネトロン３１は発振を開始し、高周波エネルギーを放射して加熱室１７の食品を加熱するものである。

次に、制御回路５０と制御手段５３について説明する。
図３に示すように、制御回路５０は、電源電圧検出回路５８、電源同期タイミング検出回路５１、入力電流検出回路５２、駆動回路５７、ＯＮタイミング検出回路５５ａ、制御手段５３を含み構成される。

電源同期タイミング検出回路５１は、交流電源４１の電圧Ｚ（図５（ａ）では商用電源の１／２周期を示す）が周期的に変化し、電圧Ｚがゼロボルトになるタイミングを検出するためのものである。

入力電流検出回路５２は、マグネトロン３１を動作させている時に、電源平滑回路４３に流れる電流を検出するものである。電流の測定は、抵抗５２ａの両端間に発生する電圧を測定し、抵抗５２ａの抵抗値から算出する。抵抗５２ａは、抵抗自身で余分な電力を消費しないように、小さな抵抗値の抵抗器を使用している。そのため、抵抗５２ａの両端に発生する電圧も微小な値となり、その電圧を増幅回路で増幅して制御手段５３に検出値として出力している。

そして、マグネトロン３１が発振している時の高周波出力と、入力電流検出回路５２の抵抗５２ａの両端に発生する電圧と、の相関関係を事前に確認しておく。制御手段５３は、入力電流検出回路５２の抵抗５２ａの両端に発生する電圧によって、マグネトロン３１の発振している出力が、主制御手段６からの要求に合致しているかどうかを認識できるようになっている。

ＯＮタイミング検出回路５５ａは、インバータ回路４８の共振コンデンサ４５と、昇圧トランス４６の一次側コイルと、で成る共振回路に流れている電流を検出する。そして、電流の流れが止まった時を検出して、Ｉ／Ｏ５５（詳細は後述）にスイッチング素子４４のＯＮするタイミングを指示する。

駆動回路５７は、Ｉ／Ｏ５５より出力したＯＮデータ信号を基にスイッチング素子４４を駆動するものである。

次に、制御手段５３は、ＤＡコンバータ５３ｄ、計時手段５３ａ、ＣＰＵ５４、Ｉ／Ｏ５５、記憶手段５３ｂ、ＤＭＡ５６、シリアル通信手段５３ｃを有する。

制御手段５３は、主制御手段６から送られてくるパワー信号６ａ（詳細は後述）に基づいて動作を開始する。

パワー信号６ａは、操作部５ｂから入力された加熱の強さを主制御手段６によって制御回路５０に伝え、マグネトロン３１の高周波出力を設定するための信号である。パワー信号６ａは、制御回路５０のシリアル通信手段５３ｃ（後述）に入力される。

ＣＰＵ５４は、ＣＰＵ５４に接続される各種の手段等を制御する。

計時手段５３ａは、電源同期タイミング検出回路５１から送られてくるパルス信号Ｑ（図５（ｂ））のパルス幅Ｕ（図５（ｂ））を計時して、パルス幅の中点Ｒ（図５（ｂ））を算出し、パルスの間隔の時間Ｓ（図５（ｂ））を測定して、接続されている電源４１の周波数を判定する。

但し、図３では示していないが、ゼロクロス検出手段を備えている場合は、制御手段５３は電圧Ｚがゼロになったタイミングを検知できる。そこで、電源同期タイミング検出回路５１に代わってゼロクロス検出手段を使用することも可能である。

記憶手段５３ｂは、マグネトロン３１が最大の高周波出力で発振できる電圧を、マグネトロン駆動用電源３０から出力するための駆動データＫを記憶する。

駆動データＫは、商用電源の１/２周期の間、スイッチング素子４４を駆動する数を蓄積する。また、接続する交流電源４１の周波数によってスイッチング素子４４の駆動は異なるので、日本国内で使用する場合は５０Ｈｚ用と６０Ｈｚ用の２種類設けている。なお、駆動データＫの詳細は後述する。

シリアル通信手段５３ｃは、ＣＰＵ５４に接続して主制御手段６からのパワー信号６ａを受け取る。

ＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）５６は、ＣＰＵ５４の転送開始の指示後、ＣＰＵ５４の動作速度に影響されることなく、記憶手段５３ｂの駆動データＫをＩ／Ｏ５５へと転送する。

Ｉ／Ｏ５５は、ＤＭＡ５６から送られてくる駆動データＫを、ＯＮデータ信号として駆動回路５７に出力する。ＣＰＵ５４の指示により、ＯＮタイミング検出回路５５ａによるバルス信号Ｑを起点に、駆動データＫのスタートデータを同期する。各駆動データＫの駆動回路５７への出力のタイミングは、ＯＮタイミング検出回路５５ａからの入力と同期するものである。

次に、駆動データＫについて詳細に説明する。
記憶手段５３ｂに記憶する駆動データＫは、マグネトロン３１が最大の高周波出力で発振できる電圧を、マグネトロン駆動用電源３０で出力するためのデータである。さらに、マグネトロン３１を発振させた時に、最大限に力率と効率を向上できる電源（図５（ｅ））を生成するためのデータとしている。

力率と効率を向上するために、交流電源４１の電圧Ｚが低い正弦波の裾にあたる図５（ａ）の左右のＡ部側で、マグネトロン３１の通電率を高める。マグネトロン３１の通電率を高めるためには、スイッチング素子４４のＯＮ時間を長くして、昇圧トランス４６の二次側コイルの誘導電圧を早く上昇（維持）させ、マグネトロン３１のヒータ（カソード）３１ａの温度を早く上昇させ、マグネトロン３１の発信開始を早くするデータとしている。

また、電源効率を向上させるために、交流電源４１の電圧が低い正弦波の裾野部から急激に電圧が上昇した（図５（ａ）のＢ部）後、電圧変化がなだらかになる頂点付近（図５（ａ）のＣ部）では、必要以上の電圧がマグネトロン３１に加わらないように、頂点部分の手前（電圧が急激に上昇しているＢ部の後半）からスイッチング素子４４のＯＮ時間を徐々に短くし始めて、マグネトロン３１に印加する電圧の上昇率を押えている。

そして、Ｃ部では必要以上の電圧（マグネトロン３１に印加する電圧がマグネトロンの発振電圧（約４ｋＶ）を越すと急激に電流が流れる）を印加しないようにしている。

具体的な駆動データＫは、図５（ｃ）に示すように交流電源４１の半周期（電圧Ｚ）を細かく分けたエリア１からエリアＮごとに駆動データＫを設定している。本実施例では、細分したエリアとして、交流電源４１の半周期（電圧Ｚ）の時間を等間隔で２００等分している。駆動データＫは、各エリアに対応してスイッチング素子４４をＯＮするＯＮ時間のデータが一つ割り当てられており、計２００個備えている。これは、前述したスイッチング素子４４を２０ＫＨｚでＯＮする時のＯＮ回数と同じ数である。

また、駆動データＫのＯＮデータとなるＯＮ時間について図５（ｃ）と図５（ｄ）を用いて説明する。図５（ｄ）は、前述した各エリアに対応したスイッチング素子４４のＯＮ時間を示す。交流電源４１の半周期を示す電圧Ｚの裾側のＨ点、つまり図５（ｄ）のデータＧのＯＮ時間が最大となり、電圧Ｚのピーク点ＤのデータＥのＯＮ時間が最小である。その間のデータは、図に示すようになだらかな変化を示すＯＮ時間が設定されている。ＯＦＦ時間は、スイッチング素子４４がＯＮからＯＦＦ後の次のＯＮタイミングを指示するＯＮタイミング検出回路５５ａの出力によって決まり、Ｉ／Ｏ５５から出力されるＯＮデータ信号の各ＯＦＦ時間は略同じ時間となる。

次に、前述したエリアについて図６を用いて説明する。図に示すように、同一エリア内にＩ／Ｏ５５から出力されるＯＮデータ信号は、同じＯＮデータ信号が出力されるように設定されている（エリア１では同じＯＮデータ信号Ｇが複数回出力されている）。また、一度出力されたＯＮデータ信号は、経過時間に伴いエリアが次のエリアに移行した場合でもＯＮデータ信号を継続し、次のＯＮタイミング検出回路５５ａからの入力を待ち、次のＯＮデータ信号を出力する（エリア１からエリア２に移行する際、ＯＮデータ信号Ｇが既に出力されているため、エリア２に移行してもＯＮデータ信号Ｇが継続し、次の出力でＯＮデータ信号Ｊが出力されている）。

図では説明のため、同一エリアに複数個のＯＮデータ信号を記載しているが、本実施例では、理想の交流電源４１を使用した時の電圧Ｚの裾側のＨ点でＯＮデータ信号が一回出力される設定である。ただし、電圧Ｚのピーク点ＤのデータＥでは、ＯＮデータ信号のＯＮ時間が短くなるので、同一エリアで連続して同じデータＥのＯＮデータ信号が続けて出力される。同じＯＮデータ信号は、次のデータに移行しないで割り込んで同じＯＮデータ信号を生成して出力するものである。

次に、マグネトロン駆動用電源３０の動作について説明する。マグネトロン３１の発信開始は、主制御手段６より、加熱を開始するために入力された高周波出力に対応するパワー信号６ａが制御手段５３に送られることで開始する。

制御手段５３は、判定した周波数に対応したＯＮ時間の比率のデータである駆動データＫを、記憶手段５３ｂより呼び出す。ＤＭＡ５６からＩ／Ｏ５５へと出力してＯＮ時間データ信号（図５（ｄ））を生成する。

制御手段５３は、パワー信号６ａを受けて、記憶手段５３ｂに記憶してある駆動データＫのうち、記憶手段５３ｂに記憶する電源の周波数に対応するＯＮ時間の比率である駆動データＫを呼び出して、ＯＮ時間データ信号（図５（ｄ））を生成し出力する。なお、製品が電源に接続された時に、交流電源４１の周波数の検出は終了している。

また、主制御手段６から送られてくるパワー信号６ａに対応したマグネトロン３１の発振する高周波出力になるように、入力電流検出回路５２からの検出値に応じて制御手段５３から出力するＯＮ時間データ信号（図５（ｄ））のパルスのＯＮ時間を次のように変更する。

すなわち、変更は、要求のある高周波出力に対応して入力電流検出回路５２の検出する電流値が流れるように、入力電流検出回路５２の検出した電流値が小さい場合、マグネトロン３１に供給する電圧を高くするようにＯＮ時間データ信号（図５（ｄ））のＯＮ時間の比率を大きくして、マグネトロン３１が発振する高周波出力を大きくするように動作する。

また、検出した電流が大きい場合は、マグネトロン３１に供給する電圧を小さくするようにＯＮ時間データ信号（図５（ｄ））のＯＮ時間の比率を小さくして、マグネトロン３１が発振する高周波出力を小さくするように動作するものである。

結果、図５（ｃ）に示すマグネトロン３１に印加される電圧Ｚの裾側では、図５（ｅ）に示すように、早く立ち上がり、不要なピーク点のない平らな電圧が印加される。

次に、動作について説明する。被調理物を温めるのに、その被調理物（図示無し）を加熱室１７のテーブルプレート２０に載置しドア２を閉める。

ドア２を閉めた後、ドア２に設けられた操作パネル３の表示部５ａに示されたメニューを参照して、操作部５ｂの操作により加熱強さである高周波出力と加熱時間を設定する。なお、自動加熱の温めも選択可能である。そして、操作部５ｂの加熱開始用スタートボタン（図示せず）を押して加熱を開始する。

次に、高周波出力を７００Ｗ、加熱時間を１分と入力された場合について説明する。主制御手段６は、加熱を開始するために、入力された高周波出力が７００Ｗであることを、パワー信号６ａをインバータ基板４８０内の制御手段５３に送って知らせる。

同時に主制御手段６は、回転アンテナ駆動手段２３に信号を送り、回転アンテナ１９を回転させ、冷却手段６２へも信号を送り冷却風の送風を開始する。

制御手段５３は、パワー信号６ａを受けて、記憶手段５３ｂに記憶してある駆動データＫのうち、電源の周波数に対応した方の駆動データＫを呼び出してＯＮ時間データ信号をＩ／Ｏ５５へと呼び出し、Ｉ／Ｏ５５はＯＮタイミング検出回路５５ａからの出力を待ってエリアの状態を確認してＯＮデータ信号を逐次出力する。なお、電源周波数の検出は製品が電源に接続された時に、接続した交流電源４１の周波数の検出を終了している。

加熱開始直後は、マグネトロン３１のヒータ３１ａは温まっていないので発振もなく電流もさほど流れない。しかし、加熱開始時はマグネトロン３１に最大出力となる高い電圧が印加されるように、記憶手段５３ｂに記憶してある駆動データＫのＯＮ時間を生成して出力するので、早期にヒータ３１ａの温度が上昇し始め（電圧の印加した約１秒後）次第に電流が流れ始める。

記憶手段５３ｂの駆動データＫは複数パターンあり、起動時は専用パターンで、その後、必要とする高周波出力７００Ｗが得られるパターンの駆動データＫに切り替わる。さらに、高周波出力７００Ｗが得られるように、入力電流検出回路５２で検出する電流を監視しながらＯＮ時間データ信号（図５（ｄ））のＯＮ時間を変更する。ただし、目標の電流値に対して、差が大きいときは変更幅を多く、差が小さくなると変更幅も小さくしている。さらに、目標値に対して電流を増加させるときと減少させるときとでは、減少させるときの方が、マグネトロン３１が発振する高周波出力の変化が鈍いので、減少させるときは変更幅を大きくした方が良い。

被調理物の加熱は前記動作を繰り返すことで安定して加熱が行われ、所定の加熱時間である１分が経過すると、主制御手段６より制御手段５３に停止命令がでて加熱を終了する。

次に、駆動データＫとエリアとＯＮデータ信号の関係について更に詳細に説明する。

記憶される駆動データＫの数は、接続される交流電源４１の半周期にスイッチング素子４４がＯＮ／ＯＦＦするのに必要な最小のＯＮの数である。

駆動データＫは、交流電源４１が理想の正弦波として半周期間にスイッチング素子４４が電源のゼロボルト時から順番にＯＮするＯＮ時間のデータが記憶されている。

Ｉ／Ｏ５５からＯＮデータ信号の出力されるタイミングは、ＯＮタイミング検出回路５５ａから出力されるものである。その出力されるタイミングは、インバータ回路４８の共振コンデンサ４５と昇圧トランス４６の一次側コイルの仕様で決定するもので、マグネトロン駆動用電源３０が動作時は同じタイミング（略同じＯＦＦ時間）となる。

また、Ｉ／Ｏ５５から出力されるＯＮデータ信号は、ＣＰＵ５４で管理される交流電源４１の半周期の時間を等分に分割した各エリアにおいて、同一エリアで複数回ＯＮデータ信号を出力する場合、次の駆動データＫの前に割り込んで、前記ＯＮデータ信号と同じＯＮ時間となるＯＮデータ信号を出力する。そのため、各エリアに対応して設けている駆動データＫによって、交流電源４１の電圧Ｚに対応したＯＮデータ信号がスイッチング素子４４に出力される。

このエリアの原理を用いた理由について説明する。はじめに、交流電源４１が常に理想の正弦波で電圧変動がない場合と、マグネトロンの入出力に関する個々のバラツキがない場合は、前述のエリアの原理を採用しなくても問題の発生がないと考える。しかし、例えば、交流電源４１の電源電圧が高く変動して、入力電流検出回路５２の検出した電流値が大きくなり、マグネトロン３１に供給する電圧を低くするため駆動データＫのＯＮ時間を短くした場合、ＯＦＦ時間は一定なので、備えている半周期分の駆動データＫを使い切ってしまい、最後はスイッチング素子４４がＯＮできないことがある。

また、電源電圧が低い場合は、駆動データＫのＯＮ時間を長くするため、駆動データＫが余る。さらに、駆動データＫのＯＮ時間の変化により、交流電源４１の正弦波で変化する電圧Ｚと、マグネトロン３１を駆動するスイッチング素子４４のＯＮ／ＯＦＦのタイミングが合わなくなり、マグネトロンが正常に発信しないことがある。なお、マグネトロンの入出力に関する個々のバラツキも現実的には存在し、前述した入力電流検出回路５２の検出した電流値に応じて、駆動データＫのＯＮ時間が調整されることで前記現象が発生する。

しかし、本実施例では、前述のエリアの考え（交流電源の半周期の時間軸を複数に分けたエリアのうち、同一のエリアでＯＮデータ信号を複数回出力する場合、該複数回のＯＮデータ信号は同一のＯＮ時間で出力する）を取り入れている。そのため、駆動データＫのＯＮ時間が変化した場合、ＯＮ時間が変化した同一エリア、もしくは次のエリアにまたがってＯＮデータ信号数が調整される。このことにより、交流電源４１の正弦波とマグネトロン３１を駆動するスイッチング素子４４のＯＮ／ＯＦＦのタイミングが常に同期するので、マグネトロンの発信を正常化できる。

スイッチング素子４４がＯＮ／ＯＦＦするのに必要な最小のＯＮと同じ数の駆動データＫを備えて、スイッチング素子４４の一回毎のＯＮ時間をデータとして備え、スイッチング素子４４を駆動し、また駆動データＫのＯＮ時間が変化した場合でも、ＯＮ時間が変化した同一エリア、もしくは次のエリアにまたがってＯＮデータ信号数が調整される。このことで、交流電源４１の正弦波とマグネトロン３１を駆動するスイッチング素子４４のＯＮ／ＯＦＦのタイミングが常に同期するため、マグネトロン駆動用電源３０の出力側の誤差を極力小さくすることができる。

また、高周波加熱調理器はマグネトロンの発信時の熱やスイッチング素子４４や昇圧トランス４６の発熱に伴い、マグネトロン駆動用電源３０の環境温度が上昇するため、入力電流検出回路５２の温度上昇を補正することで更に精度を上げることが可能である。

以上説明したように、本実施例によれば、マグネトロンと、交流電源に接続されて電源を直流化する整流回路と、該整流回路に接続され前記マグネトロンを駆動するインバータ回路と、該インバータ回路のスイッチング素子を駆動する駆動回路と、前記インバータ回路に流れる電流を検出する入力電流検出回路と、前記インバータ回路のスイッチング素子のＯＮタイミングを出力するＯＮタイミング検出回路と、前記入力電流検出回路の検出結果に基づいて前記インバータ回路のスイッチング素子を制御する制御手段と、を備え、該制御手段には、前記交流電源の半周期の時間軸を複数に分けたエリアと、該エリアに対応して前記スイッチング素子をＯＮするのに必要なＯＮ時間の駆動データを有する。

これにより、製品の組み立て後、特定の出力でマグネトロン３１を発信させた場合、制御手段で読み込まれる入力電流検出回路５２の検出値を変更することで、複数行っていた調整を一度の調整で完了できるので、調整時間を短縮することができる。

また、前記制御手段は、前記交流電源の半周期の時間軸を複数に分けたエリアのうち、同一のエリアで前記ＯＮデータ信号を複数回出力する場合、該複数回のＯＮデータ信号は同一のＯＮ時間で出力する。これにより、駆動データのＯＮ時間が変化した場合、ＯＮ時間が変化した同一エリア、もしくは次のエリアにまたがってＯＮデータ信号数が調整されるので、交流電源の正弦波とマグネトロンを駆動するスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングが常に同期して、マグネトロンの発信を正常化できる。

またスイッチング素子４４の制御は、ＣＰＵ５４と記憶手段５３ｂとＩ／Ｏ５５とＤＭＡ５６により、アナログ回路を使用する必要がなくなり、部品数の低減、実装するプリント基板の小型化が図れる。また、コストを低減できる。

３０マグネトロン駆動用電源
３１マグネトロン
４１交流電源
４２整流回路
４４スイッチング素子
４８インバータ回路
５０制御回路
５１電源同期タイミング検出回路
５２入力電流検出回路
５３制御手段
５３ｂ記憶手段
５４ＣＰＵ
５５Ｉ／Ｏ
５６ＤＭＡ
５７駆動回路
Ｋ駆動データ

Claims

マグネトロンと、
交流電源に接続されて電源を直流化する整流回路と、
該整流回路に接続され前記マグネトロンを駆動するインバータ回路と、
該インバータ回路のスイッチング素子を駆動する駆動回路と、
前記インバータ回路に流れる電流を検出する入力電流検出回路と、
前記インバータ回路のスイッチング素子のＯＮタイミングを出力するＯＮタイミング検
出回路と、
前記入力電流検出回路の検出結果に基づいて前記インバータ回路のスイッチング素子を
制御する制御手段と、を備え、
該制御手段には、
前記交流電源の半周期の時間軸を複数に分けたエリアに対応して前記スイッチング素子をＯＮするのに必要なＯＮ時間の駆動データを格納する記憶手段と、
ダイレクトアクセスメモリを有し、
前記駆動データは前記交流電源の周波数に応じて異なっており、
前記駆動データは、前記各エリアでは同じＯＮ時間であり、前記エリア毎のＯＮ時間は前記交流電源電圧のゼロからピークに向かって短くなるように構成されており、
前記駆動データは前記入力電流検出回路の検出電流に応じて異なって記憶されており、
前記ダイレクトアクセスメモリは前記記憶手段に格納された駆動データをＩ／Ｏを介して前記スイッチング素子の駆動信号として前記駆動回路に転送することを特徴とする高周波加熱調理器。