JPH03156881A - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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JPH03156881A
JPH03156881A JP29664689A JP29664689A JPH03156881A JP H03156881 A JPH03156881 A JP H03156881A JP 29664689 A JP29664689 A JP 29664689A JP 29664689 A JP29664689 A JP 29664689A JP H03156881 A JPH03156881 A JP H03156881A
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JP
Japan
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magnetron
voltage
semiconductor switching
switching element
transformer
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Pending
Application number
JP29664689A
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English (en)
Inventor
Koji Hishiyama
菱山 弘司
Ryozo Sunaga
須永 良三
Takashi Sato
隆志 佐藤
Kazuhiro Kameoka
和裕 亀岡
Hiroyuki Mesaki
目崎 宏行
Hidehiko Sugimoto
英彦 杉本
Masahiro Kimata
政弘 木全
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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〕 この発明は高周波加熱装置、特にマグネトロンの駆動に
関するものである。
〔従来の技術〕
第7図は例えば特開昭81−279094号公報に示さ
れた従来の高周波加熱装置に示された制御回路図であり
1図において(26)は直流電源、(ロ)は平滑コンデ
ンサ、(3)ばマグネトロン駆動用変圧器、 (27)
は変圧器(3)に並列に接続された共振コンデンサ、(
5)は変圧器(3)に直列接続された半導体スイッチン
グ素子、・(■は半導体スイッチング素子(5)に並列
接続された転流ダイオードであり、変圧器(3)、共振
コンデンサ(27) 、半導体スイッチング素子(5)
と共にインバータ回路を構成する。変圧器(3)の2次
側の第1の巻線には高圧コンデンサ■が接続され、高圧
ダイオード(21)と共に半波倍電圧整流回路によるマ
グネトロン駆動回路(8)を構成する。また、変圧器(
3)の2次側の第2の巻線にはダイオード(28) 。
コンデンサ(29)が接続され、マグネトロン(91ヘ
フイラメント電圧を供給している。
従来の高周波加熱装置は上記のように構成され。
その動作を第8図に示す制御タイミング波形図を用いて
説明する。
半導体スイッチング素子(5)のベースエミッタ間に第
8図h)に示す正の電圧(30)を加えると半導体スイ
ッチング素子(5)がONし、変圧器(3)には第8図
(b)に示すVdcなる直流電圧(31)が加わり、第
8図(e)に示す電流(32)が変圧器(3)に流れる
。 このとき半導体スイッチング素子(5)のコレクタ
電流IC,コレクターエミッタ間電圧Veeはそれぞれ
第8図(eL(d)に示す(33) 、 (34)のよ
うになる。半導体スイッチング素子(5)のベースエミ
ッタ間に正の電圧(30)が加わる期間、゛即ち半導体
スイッチング素子(5)がONLでいる期間に変圧M 
(31の1次側に発生する直流電圧Vdcを変圧器(3
)にて昇圧して2次側のglの巻線に数千にVの高圧を
発生させる。
この高電圧を高圧コンデンサ12LD、高圧ダイオード
(21)からなる半波倍電圧整流であろマグネトロン駆
動回路(8)によりマグネトロン(9)を駆動させるの
に必要な半波倍電圧に変換しマグネトロン(9)に電流
を流し駆動させる。
次に、半導体スイッチング素子(5)のベースエミッタ
間に第8図(a)に示す負の電圧(35)を加えると、
半導体スイッチング素子(5)が逆バイアスされOFF
する。半導体スイッチング素子(5)がOFFするとそ
のコレクタ電流1cはゼロとなり、コレクターエミッタ
間電圧Vceは(36)に示すように変圧器(3)の1
次側インダクタンスと、共振コンデンサ(27)の共振
電圧としてはね上がる。この半導体スイッチング素子(
5)がOFFの期間は変圧器(3)の1次側の電圧は(
31)の通りとなり変圧器の2次側の半波倍電圧整流回
路は高圧コンデンサωを充電する方向に高圧ダイオード
(21)が導通してマグネトロン(9)には電流が流れ
ない。次に半導体スイッチング素子(5)のVceがゼ
ロとなるポイント■点を検出して再びVbeζこ正の電
圧を加えて半導体スイッチング素子(5)をON状態に
させる。
以上のことを繰り返すことによりマグネトロンを駆動さ
せる従来の制御方法は、Vceがゼロとなった時点で半
導体スイッチング素子(5)をONさせるためON時の
スイッチング損失が少なく電圧共振法として広く知られ
ている。
第9図は高周波出力相関図であり、高周波出力を高くす
るには半導体スイッチング素子(5)のON時間、即ち
マグネトロン(9)に電流が流れる期間を長くすればよ
く第9図(37)のようになる。しかしこの時、変圧器
(3)のしと共振コンデンサ(rr)からなる電圧共振
回路を使用しており、半導体スイッチング素子(5)の
コレクタエミッタ間電圧がゼロになりポイントが固定さ
れるので、半導体スイッチング素子(5)のOFF時間
を任意に選択できないため。
スイッチング周波数と高周波出力この関係は第10図(
38)の様に反比例する。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の高周波加熱装置は上記のようにスイッチング素子
のOFF時間が共振条件によって決まり。
OFF時間の任意の調節が不可能であり、細かい調節が
出来ない煩わしさがあった。また高周波出力を下げよう
とするとスイッチング周波数が高くなり、より高周波に
適した半導体スイッチング素子、[e、)ランス、フェ
ライトコアーが要求され。
コストアップとなる課題があり、同時に広い範囲の高周
波出力を得るには不適な回路であった。
この発明は以上のような課題を解消するためになされた
もので、スイッチング時の損失を少なくし、信頼性のあ
る高周波加熱装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するtコめの手段〕
この発明にかかる高周波加熱装置は、商用電源を整流・
平滑して直流電源を作る整流・平滑回路。
この整流・平滑回路に接続された変圧器、この変圧器に
並列に接続されたスナパ回路、前記変圧器に直列に接続
された半導体スイッチング素子、この半導体スイッチン
グ素子を駆動する駆動回路。
前記変圧器の2次側に接続されたマグネトロン駆動回路
、このマグネトロン駆動回路によって駆動されるマグネ
トロンを備え、前記半導体スイッチング素子の非導通期
間を前記マグネトロンの起動時と安定時とでそれぞれ別
個の長さに設定し、自動的に切り替丸ろようにしたもの
である。
〔作 泪〕
この発明における高周波加熱装置は、駆動回路の出力を
任意に調整して半導体スイッチング素子のON時間、O
FF時間を自由に制御して、OFF時間をマグネトロン
の起動時と安定時とでそれぞれ別個の長さに設定し、自
動的に切り替えることにより半導体スイッチング素子を
Vceが低いところで導通させることができ、スイッチ
ング時の損失を少なくすることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について図を用いて説明する
第1図はこの発明による高周波加熱装置の一実施例を、
示す制御回路図である。
図において、(1)は商用電源、(2)は整流・平滑回
路で、ヒユーズα0)、スイッチ(11)を通して接続
され。
整流素子(恥、平滑チョークコイル03)、平滑コンデ
ンサ(2)で構成されている。(1つは整流・平滑回路
(2)に接続された制限抵抗、(3)はマグネトロン駆
動用変圧M、(41は変圧器(3)に接続されたスナパ
回路で。
コンデンサ(1?)、抵抗(IQ、ダイオード(8で構
成される。(5)は変圧器(3)に直列接続された半導
体スイッチング素子、 (1!l)は半導体スイッチン
グ素子(5)に並列接続された転流ダイオードであり、
変圧器(3)。
ズナパ回路(4)、半導体スイッチング素子(5)と共
にインバータ回路(6)を構成する。半導体スイッチン
グ素子(5)のベースには駆動回路(7)が接続される
変圧器(3)の2次側の第1の巻線には高圧コンデンサ
(至)が接続され、高圧ダイオード(21)と共に半波
倍電圧駆動回路によるマグネトロン駆動回路(8)を構
成し、カットオフダイオード(22)を通してマグネト
ロン(9)に高電圧を供給する。また、変圧器(3)の
2次側の第2の巻線には同じくマグネトロン(9)のフ
ィラメントが接続され、マグネトロン(9)にフィラメ
ント電圧を供給する。(23) 、 (24)は マグ
ネトロン陽極電流検出抵抗であす、(23)は出力制御
用検出兼過電流検出抵抗、 (24)はマグネトロンビ
ーク電流制限抵抗としての役目を果す。検出抵抗(23
) 、 (24)の出力は検出回路(25)に入力され
、検出回路(25)の出力は駆動回路(7)に入力され
、駆動、回路(7)の出力による半導体スイッチング素
子(5)を駆動させる。
次に上記一実施例の動作を第2図に示す制御タイミング
波形図を用いて説明する。
半導体スイッチング素子(5)のベース−エミッタ間に
第2図(a)に示す正の電圧(39)を加えると半導体
スイッチング素子(5)がONI、、変圧器(3)には
第2図(b)に示すVdcなる直流電圧(4o)が加わ
り。
第2図(e)に示す電流(41)が変圧器(3)に流れ
る。
このとき、半導体スイッチング素子(5)のコレクタ電
流Ic、コレクターエミッタ間電圧Vceはそれぞれ第
2図(e) 、 (d)に示す(42) 、 (43)
のようになる。
この半導体スイッチング素子のベースエミッタ間に正の
電圧(39)が加わる期間、即ち半導体スイッチング素
子(5)がONしている期間に変圧器(3)の1次側に
発生する直流電圧Vdcを変圧器(3)にて昇圧して2
次側の第1の巻線に数千KVの高圧を発生させる。この
高電圧を高圧コンデンサ(至)、高圧ダイオード(2]
)からなる半波倍電圧整流回路であるマグネトロン駆動
口!’2i (8]によりマグネトロン(9)を駆動さ
せるのに必要な半波倍電圧に変換しマグネトロン(9)
に電流を流しマグネトロン(9)を駆動させる。
次に第2図(alて示すように半導体スイッチング素子
(5)のペースエミッタ間に負の電圧(48)を加える
〜と半導体スイッチング素子(5)が逆バイアスさ八O
FFする。半導体スイッチング素子(5)がOFFする
とそのコレクタB tYE r cはゼロとなり、コレ
クターエミッタ間電圧Vceは変圧器(3)の励磁回路
に蓄えられていた電磁エネルギーが変圧器−次巻線と並
列に接続されたダイオード(■、コンデンサ(■。
抵抗(lとからなるスナパ回路(4)に放電され変圧器
(3)の磁束がリセットされる。この時、変圧器(3)
のリセット電圧が変圧器(3)の2次側の巻線に現われ
るが、半波倍電圧整流回路であるマグネトロン駆動回路
(8)の高圧コンデンサ(至)を充電する方向に高圧ダ
イオード(21)が導通してマグネトロン(9)には電
流が流れない。次に半導体スイッチング素子(5)のV
ceの任意の点0点で再びVbeに正の電圧(39)を
加えて半導体スイッチング素子(5)をON状態にさせ
る。以上の動作を繰り返すことによりマグネトロンを駆
動させて高周波加熱装置から高周波を発生させて食品を
加熱することが出来る。
第3図はその高周波出力相関図であす、(44)に示す
が如く半導体スイッチング素子(5)のON時間(to
n)を長くしていくと高周波出力は高くなる。
半導体スイッチング素子(5)の0FFvf@ば、駆動
回路(7)より出力するVbeの逆バイアス電圧がかか
る時間を任意に設定出来るため、高周波出力とスイッチ
ング周波数の関係は第4図(45)に示すように比例&
2反比例す、一定Cと自由に設定可能である。
第5図に半導体スイッチング素子(5)の駆動回路(7
)の内部構成図を示す。第5図において2発振回路(7
1)において発振周波数を決定しOFF時間−窓回路(
72)によりOFF時間を任意の値に固定する。このO
FF時間が固定された出力をドライブ回路〔73)に出
力し半導体スイッチング素子(5)を駆動させる。
第6図はOFF時間を変化させた時の半導体スイッチン
グ素子(5)の導通時のフレフタ−エミッタ間電圧Vc
eであり、この例では第6図(a)及び第6図(b)に
それぞれ示す なる関係がある。
これはマグネトロン(9)が非発振時のインピーダンス
がほぼ無限大2発振時のインピーダンスが低抵抗になる
ため、マグネトロン陽極電圧ebmが。
非発振時は第6図(a) (49)のように高く1発振
時は第6図(b) (50)のように半波倍電圧整流さ
れ低くなるので、半導体スイッチング素子(5)のコレ
クターエミッタ間電圧Vce波形も起動時と安定時では
第6図(a) (51) 、第6図(b) (52)に
示すように異なるtこめである。
即ち、起動時は仁。ffが短い方がVCeが低く、安定
時はし。jfが長い方がVceが低くなっている。
即ち、起動時(マグネトロン非発振時)と安定時(マグ
ネトロン発振時)のtolf時間が変化させることによ
りそれぞれ半導体スイッチング素子(5)の導通時のV
eeを最適な低い値に選択することが出来。
半導体スイッチング素子(5)の導通時の損失を少なく
することが出来る。
次に第5図を用い起動時と安定時の半導体スイッチング
素子(5)のOFF時間を切り替える回路の一実施例を
説明する。起動時はマグネトロン(9)が非発振状態に
あり、マグネトロン電流■Imgが流れないので出力制
御用検出抵抗(23)には電圧降下が発生しない。
したがって検出回路(25)内のコンパレータ(54)
の出力はHI G H状態となる。しばらくしてマグネ
トロン(9)が発振を開始するとマグネトロン電流rm
gが流れ、出力制御用検出抵抗(23)には電圧降下が
発生する。したがって検出回路(25)内のフンパレー
タ(54)の十入力側の電位をある値に設定しておけば
、マグネトロン電i!iff、Imgが流れた時、その
コンパレータ(54)の出力をr=oW状態に設定でき
ろ。このコンパレータ(54)の出力を駆動回路(7)
のOFF時間−窓回路(72)に入力することにより。
コンパレータ出力HI GH,LOWのそれぞれの状、
態に応じたOFF時間を設定することができる。
即ち、高周波加熱装置の起動時と安定時の状態を自°動
的に判定して、半導体スイッチング素子(5)のOFF
時間を切り替えることができる。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、高周波加熱装置の半導
体スイッチング素子のOFF時間の値を起動時と安定時
とで別個の長さに設定し自動的に切り替えることにより
、半導体スイッチング素子をVceが低いところで導通
させることが出来るので、スイッチング時の損失を少な
くすることが出来、信頼性があがる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による高周波加熱装置の一実施例の制
御回路図、第2図は第1図に示す実施例の制御タイミン
グ波形図、第3図及び第4図は第1図に示す一実施例の
高周波出力相関図、第5図は第1図に示す一実施例の主
要部の詳細を示す構成図、第6図は第1図に示す一実施
例の半導体スイツチング素子の動作を説明するための波
形図。 第7図は従来の高周波加熱装置の制御回路図、第8図は
その制御タイミング波形図、第9図及び第10図はその
高周波出力相関図である。 図において、(1)は商用電源、(2)は整流・平滑回
路、(3)は変圧器、(4)はスナパ回路、(5)は半
導体スイッチング素子、(7)は駆動回路、(81はマ
グネトロン駆動回路、(9)はマグネトロンである。 なお2図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 商用電源を整流・平滑して直流電源を作る整流・平滑回
    路、この整流・平滑回路に接続された変圧器、この変圧
    器に並列に接続されたスナパ回路、前記変圧器に直列に
    接続された半導体スイッチング素子、この半導体スイッ
    チング素子を駆動する駆動回路、前記変圧器の2次側に
    接続されたマグネトロン駆動回路、このマグネトロン駆
    動回路によって駆動されるマグネトロンを備え、前記半
    導体スイッチング素子の非導通期間を前記マグネトロン
    の起動時と安定時とでそれぞれ別個の長さに設定して自
    動的に切り替えるようにしたことを特徴とする高周波加
    熱装置。
JP29664689A 1989-11-15 1989-11-15 高周波加熱装置 Pending JPH03156881A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109586561A (zh) * 2018-10-30 2019-04-05 上海沪工焊接集团股份有限公司 一种双管驱动电路及其控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63184280A (ja) * 1987-01-26 1988-07-29 松下電器産業株式会社 高周波加熱装置

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