JPH02177288A - 高周波加熱装置 - Google Patents

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、高周波加熱装置の高周波出力可変法において
、高圧トランスの電源を開閉する手段に用いるパワーリ
レーの位相制御に関するものである。

従来の技術 高周波加熱装置は、被調理物の種類、質、でき上り具合
に応じて、高周波出力を適度なレベルに設定することが
一般化し、調理性能の向上に役立てている。この様に高
周波出力を適度なレベルに変える手段として、高周波出
力を照射する高周波発振器に供給する高圧トランス２次
側を断続させる方式と、高圧トランスの１次側を断続さ
せる方式が開発されている。特にコスト面、絶縁性能、
構成面から、後者の１次側断続方式が主流となっている
。以下この１次側断続方式について述べる。

第５図に従来例を示す。

５は、本体回路で、高周波出力を加熱室に照射する高周
波発振器６と、これに電源を供給する高圧トランス７の
１次側にパワーリレー８の接点全接続し、接点の開極、
投入により高周波出力を可変にしている。９は、パワー
リレー８を制御する制御回路を示している。トランス１
０は、商用電源を降圧し制御回路部に電源を供給してい
る。パワーリレー電源回路１１は、交流電源を半波整流
し、パワーリレー８の操作コイルへの供給電圧を作って
いる。そして、マイコン電源供給回路１２はマイコン１
３を動作させるに必要な電圧を作っている。このマイコ
ン１３は、パワーリレー８の開極、投入の位相制御およ
び予め決められたシーケンスに基づき一連の動作を行な
うもので、制御回路部の中枢である。電源クロンク回路
１５は、商用電源波形をマイコンが認識できる電圧波形
に波形整形する回路であり、パワーリレー８の開極、投
入位相を制御する基準となる。パワーリレードライブ回
路１６は、高圧トランスの一次側に結線されたパワーリ
レー８の制御を行なう回路である。

第６図は、従来のパワーリレーの位相制御方法を示すタ
イミングチャートである。トランスは、コアに磁性材料
を使用しているため、磁界Ｈと磁束密度Ｂにヒステリシ
ス特性を有する。また、外部磁界（高圧トランスの一次
側の電流）を遮断しても、トランスコア内部に残留磁束
±Φｒが残る特性を持っている。高圧トランスの定常時
の磁束は、励磁束の方向が反転するまでに、最大で一Φ
ｍから＋Φｍまで変化する。高圧トランスの投入時に発
生する突入電流は、この残留磁束と励磁束の総和がＯに
ならない場合に発生する。この総和がＯになる様に制御
している。（ａｌは、高圧トランスの電圧、電流特性と
、定常状態における励磁束の変化を示す。ｆａｌの左図
は、コアの磁束密度Ｂと磁界Ｈとの関係で、磁束は高圧
トランスを流れる電流に比例する。コアに交流磁界を与
える七、あるヒステリシスを持った磁束を生じる。モし
て（ａ、）の右図は、高圧トランスの電圧波形と、電流
（磁束）波形を示す。電流は電圧よりもπだけ位相が遅
れる特性を有する、点アで開極すると、コアには点ア“
の残留磁束Φｒ　が残る。次に高圧トランスを投入する
点イあるいは点つのタイミングとすると点イ°あるいは
点つ°の励磁束が発生する。したがって発生磁束Φは、 Φ＝（−Φｒ）＋Φｒ＝０ となり突入電流を小さく抑えることができる。ｉｂｌは
、商用電源を降圧する低圧トランスの波形を示している
。ｆｃｌは、この降圧した電源波形をマイコンが認識で
きるレベルに波形整形した波形である。マイコンのＩＮ
Ｔ端子に入力したこの波形の立ち上がりを基準に開極、
投入位相を決定する。

ｆｄ）は、開極タイミングを示し、マイコンのメモリ上
に２．を記憶させておく。Ｔ　ＯＦＦは、パワーリレー
の復帰時間でパワーリレーの開極タイミングは、基準か
らＺｌ＋ＴＯＦＦ後に電源が開極される。ｆｅ）ハ、投
入タイミングを示し、マイコンのメモリ上に２２を記憶
させておく。Ｔ’ｏｓはパワーリレーの動作時間を示し
ている。パワーリレーの投入タイミングは、基準から２
２＋ＴＯＮ後に電源が投入されることになる。この様な
タイミングにパワーリレーを制御することにより高圧ト
ランスの突入電源を小さく抑える構成としていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記構成では、下記の様な問題点がある。

第４図に、過渡状態の励磁束特性を示す。前述の通り磁
束が定常状態において、例えば、ア゛のタイミングで開
極した場合、残留磁束−Φｒが残る。この残留磁束を打
ち消すタイミングイ゛で投入した場合、残留磁束−Φｒ
は、ａ−？ｉ）−＋Ｃ−＋　ｄ−＋６−ｅ　ｆ　−＄　
ｇ過渡状態　　　　平衡状態 の経路を経て、Ｔ秒後に平衡状態に達する。ここで、パ
ワーリレー投入後１秒以内に開極した場合を考えると、
例えば工゛で開極した場合、残留磁束は−Φｒ°となり
、平衡状態の残留磁束−Φｒと異ってくる。したがって
、次の投入位相をイ゛と固定した場合、 １−Φｒ’ｌｌ＋Φｒ となり、投入時の磁束のバランスが壊れ、突入電流が発
生することになる。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の高周波加熱装置は
、食品を加熱する加熱室と、加熱室へ高周波出力を供給
する高周波発振器と、高周波発振器へ電力を供給する高
圧トランスと、この高圧トランスを断続するパワーリレ
ーと、このパワーリレーを制御する制御部を有し、制御
部は、商用電源の位相を検出する電源位相監視部と、パ
ワーリレーの投入から開極までの時間を検出するタイマ
ー部と、このタイマー部の検出時間が所定の時間以内の
場合、次の投入を商用電源電圧の最大位相に設定する位
相設定部とを備えたものである。

作用 本発明は、上記構成により、パワーリレー投入後、次の
開極までの時間が所定時間以内の場合、すなわち、高圧
トランスの磁束が平衡状態に達していない場合、次の投
入位相を商用電源電圧の最大位相（励磁束の最小位相）
にて行う構成としている。したがって、突入電流を低く
抑えパワーリレーの接点耐久性能を向上させ、信頼性を
高めるとともに、突入電流による強磁性体で構成された
加熱等の磁気振動をも防止する効果を有する。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面に基づいて説明す
る。

第２図は、一実施例の外観図を示す。１は、高周波加熱
装置の本体で、この本体１内には、強磁性体で構成され
た加熱室２が設けられている。加熱室２の開口部には、
加熱室２内の調理物を出し入れするために開閉自在にで
きる扇３が設けられ、本体１の前面には、調理時間、出
力等を設定する操作部４とを備えている。

第１図に本発明の一回路実施例を示す。この回路例ハ、
マイクロコンビニ−ター（以後マイコンと称す）を用い
た実施例で、ディスクリート構成でもよい。５は、本体
回路で、高周波出力を加熱２に照射する高周波発振器６
と、これに電源を供給する高圧トランス７の一次側をパ
ワーリレー８の接点を接続し、接点の開極、投入により
高周波出力を可変にしている。９は、パワーリレー８を
制御する制御回路を示す。低圧トランス１０は、商用電
源を降圧し３０Ｖ程度にし、制御回路に電源を供給して
いる。パワーリレー電源供給回路１１は、交流電源を半
波整流しパワーリレー８の操作コイル供給電圧を作って
いる。マイコン電源供給１２は、マイコン１３を動作さ
せるに必要な電圧を作っている。このマイコン１３は、
内部に後述の電源クロック回路１５により商用電源の位
相を検出する電源位相監視部１４ａと、パワーリレーの
投入から開極までの時間を計測するタイマー部１４ｂと
、このタイマー部の値が所定時間以内か否かを判断し、
所定時間以内の場合、すなわち高圧トランスの励磁状態
が平衡に達していない場合には、前記電源位相監視部１
４ａとにより、商用電源電圧の最大位相に設定する位相
設定部１４ｃを有している。電源クロック回路１５は、
商用電源波形をマイコン１３が認識できる電圧波形に波
形整形回路でパワーリレーの位相制御を行なう基準とな
る。パワーリレードライブ回路１６は、高圧トランスの
一次側に接続されたパワーリレー８の制御を行なう制御
回路である。

第３図は、本発明の位相制御方法を示すタイミングチャ
ートである。通電中、磁束が平衡状態に達した高圧トラ
ンスを任意のある位相で開極すると、高圧トランスのコ
ア内部には、一定の残留磁束１Φｒ１が残るが、磁束が
平衡状態に達していない過渡状態においてパワーリレー
を開極すると、高圧トランスのコアには、平衡に達して
いない様々な量の残留磁束１Φｒ’ｌが残る。この様な
状態の位相制御について説明する。

ｆａｔにおいて、左図は、コアの磁束密度Ｂと磁界Ｈと
の関係を示す。磁束は、高圧トランスを流れる電流に比
例し、コアに交流磁界を与えると、あるヒステリシスを
もった磁束を生じる。右図は、高圧トランスの電圧波形
と、電流（磁束）波形を示す。パワーリレーが投入され
ると、磁束は、徐々に増加し、Ｔ秒後に平衡状態に達す
る。過渡状態における工のポイントで開極を行なうと、
−Φｒの残留磁束が残ることになる。（ｂｌは、商用電
源を降圧する低圧トランスの波形を示している。ｆｃ）
は、この降圧した電源波形をマイコンが認識できるレベ
ルに波形整形した波形である。マイコンのＩＮＴ端子に
入力したこの波形の立ち上がりを基準に開極、投入位相
を決定する。（ｄｉは、開極タイミングを示し、マイコ
ンのメモリ上に２１を記憶させておく。ＴＯＦＦｑパワ
ーリレーの復帰時間でパワーリレーの開極タイミングは
、基準から２１＋ＴＯＦＦ後に開極される。この開極タ
イミングがパワーリレー投入後１秒以内であるか否かを
タイマー部で判断する。ｔｅｌは、投入タイミングを示
し、タイマー部により過渡状態と判断した場合、次の投
入位相を電圧の最大位相、すなわち磁束（電流）位相の
最小位相オにて投入する。マイコンのメモリ上にｔ２を
記憶させておき、パワーリレーの動作時間ＴｏＮとによ
り、基準からｔ２＋ＴＯＮ後に投入されることになる。

この様に本実施例によれば、磁束が過渡状態における高
圧トランスの電源オフに対し、次の電源オン時の突入電
流を小さく抑えることができ、高圧トランスの電源の開
閉を行っているパワーリレーの接点耐久性を向上させる
ことができる。

発明の効果 以上の様に本発明によれば、次の効果がある。

高圧トランスの投入後、過渡状態における開極に対し次
の投入位相を電圧位相の最大で投入することにより、高
圧トランスの突入電流を小さく抑えることができ、パワ
ーリレーの接点耐久性を著しく向上させることができる
。また、不快感のある加熱室等の振動音をなくすこ七が
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である回路図、第２図は本
発明の外観図、第３図および４図は、本発明のパワーリ
レーの開極、投入を示すタイミングチャート、第５図は
、従来例の回路図、第６図は、従来の開極、投入を示す
タイミングチャートである。 ２・・・・・・加熱室、６・・・・・・高周波発振器、
７・・・・・・高圧トランス、８・・・・・・パワーリ
レー、９・・・・・・制御回路、１４ａ・・・・・・電
源位相監視部、１４ｂ・・・・・・タイマー部、１４ｃ
・・・・・・位相設定部。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名５１シ 図 ／　　−ｍ−本　　　ｉ杢 ２−　　犯　跡　室 図 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 食品を収納する加熱室と、前記加熱室へ高周波出力を供
   給する高周波発振器と、前記高周波発振器へ電力を供給
   する高圧トランスと、前記高圧トランスの電源を断続す
   るパワーリレーと、このパワーリレーを制御する制御回
   路とを有し、前記制御回路は、商用電源の位相を検出す
   る電源位相監視部と、前記パワーリレーの投入から開極
   までの時間を検出するタイマー部と、前記タイマー部の
   値が所定時間以内の場合、次の投入を商用電源電圧の最
   大位相に設定する位相設定部とを備えた高周波加熱装置
   。