JPH03280389A - マグネトロン駆動用インバータ制御回路 - Google Patents

マグネトロン駆動用インバータ制御回路

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JPH03280389A
JPH03280389A JP7955890A JP7955890A JPH03280389A JP H03280389 A JPH03280389 A JP H03280389A JP 7955890 A JP7955890 A JP 7955890A JP 7955890 A JP7955890 A JP 7955890A JP H03280389 A JPH03280389 A JP H03280389A
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JP
Japan
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magnetron
circuit
control signal
inverter
time
Prior art date
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Application number
JP7955890A
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English (en)
Inventor
Hiroichi Kodama
博一 小玉
Mitsuhisa Okamoto
光央 岡本
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)

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〉 本発明は直流電源により駆動される電子レンジ等のマグ
ネトロン駆動用インバータ制御回路に関するものである
〈従来の技術〉 従来のインバータ電子レンジは商用電力を電源としてお
り、交流50/60Hzの100Vを整流回路で一旦、
直流電圧に変換し、その後、インバータでスイッチング
素子をオン・オフ制御することで、この直流電圧を高周
波化した断続交流電圧に変換し、さらに高周波トランス
、および倍電圧全波整流回路で約3.5KVまで昇圧し
てマグネトロンに電力を供給し、これが発振してマイク
ロ波を放射することで食品等の加熱を行っている。
ところが、このマグネトロンは必要な温度まで温まらな
いとマイクロ波を放射しないという特性を持っており、
温まらないうちは電力も要求しないため、インバータか
らマグネトロンに電流が流れ込むことはない。
このため、従来からインバータからマグネトロンに対し
ては、マグネトロンに直接電力を送り込む駆動回路とは
別に予熱回路を設けている。しかも、回路の部品点数を
大幅に削減するために、この予熱回路と先程のマグネト
ロンに直接電力を送り込むための駆動回路を、同じ高周
波トランスを使用して回路構成する方法が主流になって
いる。
そして、インバータが起動信号をうけ、スイッチングを
開始すると、まず上記予熱回路に電流が流れ、フィラメ
ントによりマグネトロンが必要な温度まで温められる(
この間、約1.5秒ではあるカリ。
このとき、初めて、マグネトロンがマイクロ波を放射す
るための電力を要求するため、インバータから必要な電
力がマグネトロンに対して送り込まれることになる。
このように、予熱回路と駆動回路を同じ高周波トランス
を使用して構成する場合、インバータが起動信号をうけ
て、スイッチングを開始してから、マグネトロンの駆動
に必要な電力が送りこまれるまでには時間的なずれが生
じることになる。したがって、従来においてはインバー
タの起動時において、スイッチング素子がスイッチング
を開始し、まず予熱回路に数十Wの電力を送り込んだ後
、数秒開運れてその士数倍の電力(本来供給すべき電力
)が、マグネトロンに対してその駆動のために供給され
ることになる。
また一方、このインバータは従来より起動時に出力電圧
を徐々に立ち上げるためのソフトスタート回路を付加し
ている。このソフトスタート回路はインバータ起動時に
おいて、スイッチング素子のPWM(パルス幅変調)ス
イッチング制御信号のパルスON時間幅を狭いところか
らゆっくりと広げる働きを行なうものであり、これによ
りスイッチング素子の破損、および出力電圧のオーバー
シュートを防止している。すなわち、上記ソフトスター
ト回路がなければ、インバータの起動時において、スイ
ッチング素子のPWMスイッヂング制御信号(以下、P
WM制御信号)は、始めから最大ON幅で動作を開始す
る。その結果、出力側コンデンサの端子電圧が最初Ov
であることと相まって、このコンデンサに大きな充電電
流が流れ、上記スイッチング素子のコレクタ電流がオー
バーし、これが破損する。また、破損を免れた場合でも
、この突入電流により、出力電圧が規定電圧よりも一瞬
跳ね上がってしまうオーパーンニートが発生ずる。
〈発明が解決しようとする課題〉 以上のことから、従来のインバータにおいては、起動時
スイッチング素子がスイッチングを開始するときに上記
ソフトスタート制御は行っているが、実際にはこの制御
は上述のマグネトロンに電力が供給される際の時間的な
ずれにより、予熱回路に電力を供給する時に働き、本来
のマグネトロンに駆動用の電力を供給するときには上記
PWM制御信号は既に最大ON幅になっており、結果的
にマグネトロンを駆動する起動時にソフトスタート制御
はその機能を果たさず、インバータに急峻な突入電流が
流れ込み、特に直流低電圧電標を用いたインバータにお
いては、スイッチング素子の破損、出力電力のオーバー
シュートの発生に至っている。
特に、自動車用蓄電池等の+2V、24Vを電源とした
場合、商用電力を電源とする電子レンジと同等の食品加
熱効果を得るためには、入力電流として40A、80A
の大電流を必要とするため、この作用は特に著しいもの
になる。
以上のように、予熱回路のトランスをマグネトロン駆動
用の高周波トランスと共用する回路方式を採用した場合
、マグネトロンが予熱を必要とし、温まった後でないと
発振しない(Wi力を要求しない)特性を有し、このた
めインバータを起動してから実際にマグネトロンに電力
が供給されるまでに時間的に遅れが生じるため、従来か
らのソフトスタート回路では、予熱回路に電力を供給す
る際のソフトスタート制御は行うが、マグネトロンが発
振するために必要な大電力は、先のソフトスタート動作
が完了した後、送りこまれることになり、結果的にイン
バータに急峻な突入電流が流れるといった問題点が生じ
、予熱のためのソフトスタート制御は行っているが、マ
グネトロンの駆動についてはその効果はまったく無いと
いった状態になっている。
本発明は上記従来の欠点を解決するためのものであり、
マグネトロンの特性を十分踏まえたソフトスタート回路
を実現することで、回路の出力特性、および信頼性を向
上させ、また特に大かがすな突入電流に対する保護対策
を設けることなく安価にインバータを構成することがで
き、より利用価値の高いマグネトロン駆動用インバータ
制御回路を提供しようというものである。
く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明は、マグネトロンの起
動時に、そのマグネトロンを駆動するインバータのスイ
ッチング素子に、パルスのオン時間幅が徐々に変化する
PWM制御信号を出力するマグネトロン駆動用インバー
タ制御回路であって、デッドタイムコントロール信号を
受けて、このデッドタイムコントロール信号のレベルに
応じたオン時間幅を有するPWM制御信号を作成して出
力するPWM制御信号作成手段と、起動手段と、上記起
動手段よりスタート信号を受けると一定時間を計時する
タイマー手段と、上記タイマー手段からの信号を受けて
、上記タイマー手段が上記一定時間を計時したか否かに
応じて、上記PWM制御信号作成手段に入力すべきデッ
ドタイムコントロール信号を第1設定値と第2設定値に
切り替える切替手段と、上記PWM制御信号作成手段に
入力するデッドタイムコントロール信号を起動時の初期
値から第1の設定値に徐々に変化させ、さらに、第1の
設定値から第2の設定値に徐々に変化させる緩変化手段
とを備えたことを特徴としている。
〈作用〉 マグネトロンは、その特性から起動時に、これを予熱す
る必要があり、予熱回路にまず電力を供給し、マグネト
ロンが温まったところでマグネトロンに対して電力を送
り込むことになるが、このときにこそソフトスタート制
御をかけて出力電圧を徐々に立ち上げて、インバータへ
の急峻な突入電流を避ける必要がある。そこで、本発明
では1度目のソフトスタート動作でマグネトロンの予熱
回路に電力を供給し、予熱が終わり、マグネトロンに電
流が流れ込む際に2度目のソフトスタート動作でマグネ
トロンに対して徐々に大電力を供給して、インバータへ
の急峻な突入電流のながれ込みによるスイッチング素子
の破損等を防止するのである。
本発明の回路としては、基本的にf)WMスイッチング
制御におけるデッドタイムコントロールを用いている。
インバータの起動時に、PWM制御信号作成手段に与え
られるべきデッドタイムコントロール信号は、タイマー
手段が一定時間を計時したか否かによって、切替手段で
第1と第2の設定値の2段階に変化させられる。このタ
イマー手段が計時する一定時間は予熱が終了する時間に
設定される。そして、緩変化手段によって、デッドタイ
ムコン!・【J−ル信号は、初期値から第1の設定値に
徐々に変化し、さらにマグネトロンの予熱の完了を表わ
す上記一定時間経過後は、第1の設定値から第2の設定
値に徐々に変化する。したがって、PWM制御信号は、
マグネトロンの予熱時と、マグネトロンの駆動時に夫々
、徐々にオン時間幅が変化させられる。
上記デッドタイムコントロールについては周知の事実で
あるので、ここではあまりくわしくは説明しないが、少
し触れておくと、f’WM制御信号作成手段のデッドタ
イムコントロール端子に電圧信号を与えることによって
、第3.4図に示すように、与えられた電圧レベルに比
例したスイッチングON時間を得ることができるのであ
る。
〈実施例〉 第1図は本発明のマグネトロン駆動用インバータ制御回
路の実施例を示している。本回路は起動スイッチSW1
タイマー回路1、トランジスタ1゛r!、1′r2、抵
抗Ra、 1111% RC%およびコンデンサc1抵
抗Rdから構成される。以下、本回路の動作を第1.2
図を参照しながら説明する。まず、起動手段としての起
動スイッチSWがOFF状態ではPWM制御信号作成手
段としてのPWMコントロールIC2のデッドタイムコ
ントロール端子にはトランジスタTr2がONしている
ために基準電圧V refがかかっており、このため先
に述べたデッドタイムコントロールの特性によりPWM
コントロールIC2からはPWM制御信号(パルス信号
)は出力されない。したがって、この起動スイッチSW
とトランジスタ’r r 2とで起動回路を構成してい
る。次に、起動スイッチSWをオンすると、トランジス
タTr2がオフすると同時に、タイマー手段としてのタ
イマー回路1がオンして限時を開始する。このときPW
MコントロールIC2のデッドタイムコントロール端子
に入力される電圧レベルはTrlがオン状態のため、基
準電圧V rerをRc/(Ra+Rc)に抵抗分圧し
た電圧まで、コンデンサCと抵抗11dで構成される緩
変化手段としてのCR回路の時定数にしたがって徐々に
低下する。ここまでが第1段のソフトスタートであり、
コントロールICから出力されるPWM制御信号のパル
スオン時間幅は、第3.4図に示すように、デッドタイ
ムコントロール端子の電圧レベルの変動に比例して、所
定のオン時間幅まで徐々に広がっていくことで、ソフト
スタート制御を実現する。
次に、起動スイッチSWをONした後(タイマー回路1
がオンした後)あらかじめ定めた一定の時間が経過する
と、タイマー回路lの出力がオフし、トランジスタT 
r lがオフすることで、PWMコントロールlc2の
デッドタイムコントロール端子に人力される電圧レベル
が今度は、基準電圧V refをRe/(Ra+11c
+Rb)に分圧した電圧までさらに、再び上記CR回路
の時定数にしたがって徐々に低下することになる。ここ
で基準電圧■refと抵抗1’la、Rc、Rhとで電
圧レベル回路を、またトランジスタTrlがタイマー回
路lからの信号をうけて電圧レベルを切り替える切替手
段を構成している。
この制御により、第2図に示すように、第1段のソフト
スタートで一定のON時間幅まで広がったPWM制御信
号は、さらにインバータが通常運転する所定のON時間
幅まで広がっていき2段目のソフトスタート動作を行う
ことになる。
以上のように本回路を用いることで、1段目のソフトス
タート動作でマグネトロンのヒータに電力を供給し、マ
グネトロンが温まったところでマグネトロンが入力電流
を要求した際に2段目のソフトスタート動作を行なうこ
とで、インバータに対して急峻な突入電流が流れ込まな
いようにすることが出来る。
なお、本発明は上記のような回路例等ノ\−ドウエアに
より実施出来るだけでなく、マイクロコンピュータ等を
用いて、ソフトウェア処理により実現することも可能で
ある。
上記実施例では、ソフトスタートを異なる2段階で行な
っているが、これを連続的に行なってしよい。
〈発明の効果〉 以上のように、本発明によれば、2段階のソフトスター
トを行なうので、例えば直流低圧電源(自動車用電池等
)を用い、インバータに対して大電流を流し込む必要が
あるとき、マグネトロンの起動の際、回路に対して急峻
な突入電流が流れ込むことなく、安定した動作が可能な
電子レンジ用等のマグネトロン駆動用インバータを実現
することが出来る。
なお、自動車用蓄電池等の12V、24Vを電源とした
場合、商用電力を電源とする電子レンジと同等の食品加
熱効果を得るためには入力電流として40Δ、80Aの
大電流を必要とするため、本発明による効果は著しいも
のになる。
さらに、本発明によれば、過渡突入電流に対する大がか
りな保護対策を特に設ける必要がなく、コストダウンに
つながると共に、本発明は、蓄電池を電源とする車載用
、およびアウトドア用電子レンジ等に採用することが出
来、極めて広い用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は上記実施
例の時間−デッドタイムコントロール信号の特性図、第
3.4図はデッドタイムコントロール信号とPWM制御
信号との関係を示す図である。 l・・・タイマー回路、 2・・・PWMコントロールIC。 Trl  Tr2・ トランジスタ、 Ra、Rb、Re、Rd・・・抵抗、C・・・コンデン
サ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マグネトロンの起動時に、そのマグネトロンを駆
    動するインバータのスイッチング素子に、パルスのオン
    時間幅が徐々に変化するPWM制御信号を出力するマグ
    ネトロン駆動用インバータ制御回路であって、 デッドタイムコントロール信号を受けて、このデッドタ
    イムコントロール信号のレベルに応じたオン時間幅を有
    するPWM制御信号を作成して出力するPWM制御信号
    作成手段と、 起動手段と、 上記起動手段よりスタート信号を受けると一定時間を計
    時するタイマー手段と、 上記タイマー手段からの信号を受けて、上記タイマー手
    段が上記一定時間を計時したか否かに応じて、上記PW
    M制御信号作成手段に入力すべきデッドタイムコントロ
    ール信号を第1設定値と第2設定値に切り替える切替手
    段と、 上記PWM制御信号作成手段に入力するデッドタイムコ
    ントロール信号を起動時の初期値から第1の設定値に徐
    々に変化させ、さらに、第1の設定値から第2の設定値
    に徐々に変化させる緩変化手段とを備えたことを特徴と
    するマグネトロン駆動用インバータ制御回路。
JP7955890A 1990-03-28 1990-03-28 マグネトロン駆動用インバータ制御回路 Pending JPH03280389A (ja)

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