JPH01304687A

JPH01304687A - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JPH01304687A
Application number: JP63133277A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Matsumoto; 松本　孝広; Haruo Suenaga; 治雄末永; Naoyoshi Maehara; 前原　直芳; Kazuho Sakamoto; 和穂坂本; Takashi Niwa; 孝丹羽; Daisuke Betsusou; 大介別荘
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1989-12-08

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、電子レンジ等のいわゆる誘電加熱を行うため
の高周波加熱装置に関し、さらに詳しく言えば、その電
源にインバータを用い、インバータにより高周波電力を
発生し、昇圧トランスにて昇圧してマグネトロンを駆動
するように構成した高周波加熱装置の改良に関するもの
である。

従来の技術このような方式の高周波加熱装置は、その電源トランス
の小型化、軽量化、あるいは低コヌト化の為に様々な構
成のものが提案されている。

第５図は、従来の高周波加熱装置の回路図である。第５
図において、商用電源１の電力はダイオードブリッジ２
により整流され、単方向電源が形成されている。３はイ
ンダクタ、４はコンデンサであってインバータの高周波
スイッチング動作に対するフィｌレタの役割を果すもの
である。

インバータは共振コンデンサ５、昇圧トランス６、トラ
ンジスタ７、ダイオード８、及び駆動回路９により構成
されている。トランジスタ７は駆動回路９より供給てれ
るベース電流によって所定の周期とデユーティ−（即ち
、オンオフ時間比）でスイッチング動作する。この結果
、第６図（ａ）のような電流Ｉｃ／Ｉｄ、即ち、トラン
ジスタ７のコレクタ電流Ｉｃとダイオード８の電流Ｉｄ
が流れる。一方、トランジスタ７のオフ時にはコンデン
サ５と１次巻線１０との共振により第６図（ｂ）のよう
な電圧Ｖｃｅがトランジスタ７のＣ−Ｅ間に発生する。

このため１次巻線１０には第６図（Ｃ）のような電流が
流れ、１次巻線１０の両端には高周波電力が発生する。

従って、２次巻線１１、及び３次巻線１２には各々高周
波電力および高周波低圧電力が生じる。この高周波高圧
電力はコンデンサ１３、およびダイオード１４により整
流されマグネトロン１５のアノード、カソード間に供給
され、一方、高周波低電力はカソードヒータに供給され
る。従ってマグネトロン１５は発振し誘電加熱が可能と
なるものである。なお、マグネトロン１５はマグネトロ
ン本体１５＆と、フィルタを構成するコンデンサ１６．
１７．１８．チョークコイル１９．２０により成るもの
である。このような構成において、昇圧トランス６のコ
ア断面積は１次巻線１０の両端に供給される電力の周波
数が高い程小さくなるので、例えばインバータを２０ｋ
Ｈｚ〜１００ｋＨｚ程度の周波数で動作させると商用電
源周波数のままで昇圧する場合に比べて昇圧トランスの
重量、サイズを数分の−から士数分の−にでき、電源部
の低コヌト化が可能であるという特徴を有するものであ
る。

発明が解決しようとする課題このような従来の高周波加熱装置では次のような課題で
あった。

第７図に示すように加熱室２１内の食品２２等をマグネ
トロン１５よりの高周波により加熱する方式において、
冷却ファン２３は、マグネトロン１５、高圧トランス６
、高圧ダイオード１４、およびトランジスタ７、ダイオ
ード８、整流ブリッヂ２等を含むインバータ電源部２４
が、最大温度上昇条件においても熱による損傷がないよ
うに冷却ができる能力を有するよう設計てれていた。

一方、マグネトロン１５の温度上昇は、加熱室２１内に
食品等の被加熱物が全く入っていない時すなわち空焼時
に最大となる。これはマグネトロンから発せられる電波
が加熱室２１内で消費されず再びマグネトロン１５へ反
射してくるためである。このためマグネトロンは異常に
発熱し、その寿命を縮める要因となっていた。さらにマ
グネトロンの発する熱で周囲の部品も温度上昇が高くな
り信頼性が低下するとともに、冷却能力を高くする必要
があるため、ファン２３を大きくするなどコストのかか
るものになっていた。特にインバータ電源に含まれるト
ランジスタ７は熱に弱いため冷却能力の高ざが重要であ
った。

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。単方向電源と、少
なくとも１つの半導体スイッチとその駆。

動回路を有する高周波電力を発生するためのインバータ
回路と、前記インバータ回路の出力を高圧高周波に変換
する高圧トランスと、前記高圧トランスの出力をうけ高
周波を放射するマグネトロンと、前記マグネトロンの放
射する高周波を内部に給電され食品等の被加熱物を収納
する加熱室と、前記マグネトロンの放射周波数の４分の
１波長より短いアンテナと、前記アンテナから入力きれ
る電力を減衰する減衰器と、前記アンテナを介してマグ
ネトロンの発振状態を検波する検波手段と、前記検波手
段の出力信号が所定の時間所定の範囲外であれば前記イ
ンバータ回路の動作を停止するように駆動回路の制御を
行なう構成としたものである。

作　　用本発明は、加熱室内に放射された高周波をアンテナによ
って受信できる構成としており、その受信量は加熱室内
の食品が多い場合は食品に高周波が吸収てれるので少な
く、空焼時には大きくなる。

このため、食品の量が極端に少ない時および空焼き時に
は検波手段の出力が大きくなるため、この信号を受けた
のち所定の時間復電力を供給するインバータ回路を停止
させる構成としており、熱に弱いパワートランジスタ、
マグネトロン等ノ部品の空焼き時の異常温度上昇から保
護できる。

したがって冷却手段の簡単化および各部品の信頼性向上
が実現できる。

実施例以下、本発明の実施例について、添付図面にもとづいて
説明する。

第１図は、本発明の実施例の高周波加熱装置の本体構成
図である。第１図において、２５は食品等の被加熱物、
２６は加熱室、２７はマグネトロンである。２８はイン
バータ回路部、２９は高圧トランス、３０は高圧整流部
で、高圧トランス２９の出力が高圧整流部で倍電圧整流
されてマグネトロン２７に印加きれる。マグネトロン２
７から放射てれる高周波は導波管３１を通じて加熱室２
６に導びかれる。３２はアンテナでマグネトロン２７の
発振周波数（例えば２４５０ＭＨｚ）の１／４波長より
短いものである。（本発明ではａ〜５１１）３３は減衰
器、３４は検波手段、３５は検波した信号を増幅する増
幅器、３６は冷却ファンである。

またインバータ回路部２８には検波された信号にもとづ
いて、トランジスタ駆動回路を制御するタイマ回路を備
えた制御手段を有する。

第２図に本発明の高周波加熱装置の回路図を示す。

商用電源３７とダイオードブリッジ３８およびフィルタ
用のインダクタ３９、コンデンサ４０は単方向電源４１
を構成している。単方向電源４１の出力は半導体スイッ
チ４２（トランジスタを持つインバータ回路２８で高周
波電力に変換され、高圧トランス２９で昇圧され、倍電
圧整流回路３０で整流されマグネトロン２７に印加きれ
る。駆動回路部４３は入力電力を安定に供給すべく入力
検出器４４を設けている。入力検出器４４は商用電源よ
りの入力電流１ｉｎを検出し、その出力を入力電流信号
整流回路４５で整流した信号と電流基準信号４６との差
を電流誤差増幅回路４７で増幅して、コンパレータ４８
に入力する。コンパレータ４８はこの入力信号とのこぎ
り波発生回路４９よりののこぎり波とによりトランジス
タ４２のオン・オフパルス信号を作用する。入力電流Ｉ
ｉｎが減少すると電流誤差増幅回路４７の出力が上昇し
、オン・オフパルスのオン時間が長くなり入力電流Ｉｉ
ｎを増す方向に動作する。逆に入力電流Ｉｉｎが増加す
ると入力電流を減らす方向に動作する。

一方、アンテナ３２からの信号は減衰器３Ｇ、検波回路
３４、増幅回路３ｏを通じて検波出力信号ｖＩＩとして
あられれる。この出力信号Ｖｓは第３図に示すように加
熱室内の食品等の被加熱物の重量が少ない程大きくなる
。すなわち、マグネトロンから放射される高周波のうち
で食品等に吸収されずに反射してくる高周波の一部でア
ンテナで受けるため、空焼き時に信号が最大となる。し
たがって検波出力信号Ｖｓが所定値より大きい時は食品
の量が少ないか空焼きと判定してインバータ回路２８の
スイッチング動作を停止することでマグネトロ７２７等
の各部品の異常発熱を防止する構成としている。第２図
において、検出信号出力Ｖｓは整流回路５０で整流され
、検波出力比較用コンパレータ５１に入力される。コン
パレータ５１は所定の基準電圧５２と信号を比較し検出
信号出力ｖｌＩが所定値より大きい場合すなわち空焼き
時に空焼き判定信号５３を出力する。この信号はタイマ
ー回路５４とバファ回路５５により所定の時間後に論理
積回路５６にＬ信号を出力する。論理＆１Ｎ１ｉ５］路
５６はコンパレータ４８からのオン・オフパルスと空焼
き判定信号との論理積の信号でトランジスタ４２をドラ
イブする。このため、空焼き時にはタイマー回路５４で
規定される所定時間後ニハトランジスタ４２のスイッチ
ング動作を停止することになる。

第４図は、マグネトロン２７の信号を検波する検波手段
３４の回路図である。５７は５０Ωの抵抗、５８は検波
ダイオード（例えばショットキーバイアダイオード）５
９、Ｉｎｔｏは抵抗６１はパイパヌコンデンサでこれら
によってマグネトロン２７の信号が電圧Ｖとして検出さ
れる。なお、３ａは減衰器であり、マグネトロン２７が
加熱室２６内に放射するパワーは数百ワットであり、検
波手段３４に過大の入力がはいらないようにするための
ものである。

上記のような構成をとることによって空焼き状態が連続
して畏時間続くことがないため、マグネトロン２７をは
じめとする各部品の最大温度上昇値が低くおさえられる
。特にスイッチング用のトランジスタは熱破壊に弱い部
品であるのでこの構成により信頼性が大きく向上する。

したがって耐熱グレードの低い部品をつかうことができ
コストの低減が可能となる。また冷却構成をより簡単に
できるだめ、コスト面でも有利となる。

発明の効果以上のように本発明の高周波加熱装置によれば次のよう
な効果がえられる。

（１）　　食品等の被加熱物が少ない時に検波信号によ
り空焼き状態を判定し所定の時間後に動作を停止するた
め、マグネトロンやトランジスタ等の各部品の異常温度
上昇がない。したがって耐久寿命が長く信頼性の高い高
周波加熱装置が実現できる。

俊）　温度上昇の最大値が少なくなるため、耐熱グレー
ドの低い部品を使用でき、冷却構成を簡単にすることが
できるので高周波加熱装置の低コスト化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における高周波加熱装置の構
成図、第２図は同装置の回路構成図、第３図は同被加熱
物の重量と検波手段の信号特性図、第４図は同高周波加
熱装置の検波手段の回路図、第５図は従来例の高周波加
熱装置の回路図、第６図は同回路図の各部波形図、第７
図は従来例の高周波加熱装置の構成図である。２５・・・・・・被加熱物、２６・・・・・・加熱室、
２７・・・・・・マグネトロン、２８・・・・・・イン
バータ回路、２９・・・・・・高圧トランス、３２・・
・・・・アンテナ、３３・・・・・・減衰器、４１・・
・・・・単方向電源、４２・・・・・・半導体スイッチ
（トランジスタ）、４３・・・・・・駆動回路。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２５
−　　核、２７ｒＪ憇り吻あ−２−タ１鉦２７−“−マグネトロン２８−　　インバータ回路３３−５Ａ衰石、３／第２図第３図液加整勾皇量Ｑ第４図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

単方向電源と、少なくとも１つの半導体スイッチおよび
その駆動回路を有する高周波電力を発生するためのイン
バータ回路と、前記インバータ回路の出力を高圧高周波
に変換する高圧トランスと、前記高圧トランスの出力を
うけ高周波を放射するマグネトロンと、前記マグネトロ
ンの放射する高周波が内部に給電され、かつ食品等の被
加熱物が収納される加熱室と、その加熱室あるいはその
加熱室に連通する箇所に設けられ、かつ前記マグネトロ
ンの放射周波数の４分の１波長より短いアンテナと、前
記アンテナから入力される電力を減衰する減衰器と、前
記アンテナを介してマグネトロンの発振状態を検波する
検波手段と、前記検波手段の出力信号が所定の時間、所
定の範囲外であれば前記インバータ回路の動作を停止す
るように駆動回路の制御を行う高周波加熱装置。