JPH0357193A - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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JPH0357193A
JPH0357193A JP1192936A JP19293689A JPH0357193A JP H0357193 A JPH0357193 A JP H0357193A JP 1192936 A JP1192936 A JP 1192936A JP 19293689 A JP19293689 A JP 19293689A JP H0357193 A JPH0357193 A JP H0357193A
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magnetron
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Takahiro Matsumoto
松本 孝広
Naoyoshi Maehara
前原 直芳
Daisuke Betsusou
大介 別荘
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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 本発明は高周波加熱装置の改良に関するものであり、特
にインバータ回路を用いて出力を可変制御する高周波加
熱装置に関する. 従来の技術 従来、高周波加熱装置の出力を変化させるためには、電
源を入れたり、切ったりするいわゆる断続制御をおこな
っていた.しかし、近年インバータ電源による高周波加
熱装置が登場し、出力の連続可変が可能となった.これ
により様々な調理メニューに対応する加熱が可能となり
、家庭における高周波加熱の用途が広がった. マグネトロンを用いた高周波加熱装置の出力を変化させ
るためにはたとえば昭和63年電気学会研究会E D 
D −88−61 r電子レンジ用インバータ式電源」
にしめすようにインバータ回路のスイッチング素子のオ
ンオフ時間比を変える手段がとられている. 第6図に従来例の高周波加熱装置の回路図を示す. 第6図においてlは商用電源、2はダイオードブリッヂ
であり、単方向電源3を構威している.4のインダクタ
ンスおよび5のコンデンサはローバスフィルタを構成し
スイッチングによる電源ラインのノイズを逓減する.6
はスイッチング素子、7は制御回路、8は回生用のダイ
オードである.9は共振用のコンデンサであり、これら
でインバータ回路10を構或していた.11は昇圧トラ
ンスであり、その2次巻wA12に発生する出力電圧は
コンデンサ13およびダイオード14. 15により構
威される倍電圧整流回路によりさらに昇圧されマグネト
ロン16に印加される.制御回路7では所定の出力値に
なるようにスイッチング素子6のオン,オフ時間比を制
御し、高周波加熱装置の出力を制御していた.すなわち
、スイソチング素子のオン時間を増やして周波数を下げ
ることで、マグネトロンの出力を増加させたり、逆にオ
ン時間を減らし周波数を上げて、出力を減らしたりする
ことで、所定の出力を得ていた. マグネトロンl6のカソードヒーターl7にはトランス
11の3次巻線18から、ノイズ防止用チゴークコイル
l920を通して高周波電力が供給される。
発明が解決しようとする課題 しかし、このような構威の出力制御方式では次のような
課題があった. インバータ回路の高周波出力をトランスで電圧変換しマ
グネトロンに電力を供給するので、マグネトロンの出力
を変えると、それに伴い同一トランスにより供給される
マグネトロンのカソードヒーターの電力も変化する.高
周波出力の値にかかわらず一定であることが望ましい.
しかしながら、上記のようにマグネトロンのカソードヒ
ーターの温度は、出力に応じて変化してしまうという課
題があった. カソード温度が低すぎるとマグネトロンが発信不能とな
ったりエミッシッン不足によるモーディングの発生がお
こり、出力の連続可変の下限値が制限される.また、カ
ソード温度が高すぎるとカソードの寿命を劣化させる原
因となり、上限値が制限される.したがって、自由に出
力を制御できないという課題があった. よって、本発明はマグネトロンの高周波出力が変化して
もカソード温度の変化が少なく、出力可変幅の広い高周
波加熱装置を実現することを第■の目的としている. また、マグネトロンの出力に応じて反射するマイクロ波
でカソードヒーターが加熱されるため、出力が大きいほ
どカソードヒーターに供給される電力はすくなくてよい
.そこで、第2の目的はマグネトロンの出力が大きいほ
どカソードヒーターへ供給する電力が少ない高周波加熱
装置を実現することにある. 課題を解決するための手段 上記の第1の目的を達戒するために本発明は、トラン商
用電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、前記
高周波電力を昇圧しマグネトロンに高圧電力を供給する
昇圧トランスと、前記インバータ回路の動作周波数を変
化させてマグネトロンの出力を可変制御する制御回路と
、前記昇圧トランスに設けてあり前記マグネトロンのカ
ソードヒーターに電力を供給するヒーター巻線とを備え
、前記カソードヒーターに直列にコンデンサを接続した
ことを特徴とするものである. また、第2の目的を達戒するために商用電力を高周波電
力に変換するインバータ回路と、前記高周波電力を昇圧
しマグネトロンに高圧電力を供給する昇圧トランスと、
前記インバータ回路の動作周波数を変化させてマグネト
ロンの出力を可変制御する制御回路と、前記昇圧トラン
スに設けてあり前記マグネトロンのカソードヒーターに
電力を供給するヒーター巻線と、前記カソードヒーター
に直列に設けられ前記マグネトロンからの高周波ノイズ
フィルタ用チッークコイルと、前記カソードヒーターに
直列に接続したコンデンサとを備え、前記カソードヒー
ターと前記チッークコイルと前記コンデンサと前記ヒー
ター巻線が構戒する直列共振回路の共振周波数は、前記
インバータ回路の動作周波数よりも高いことを特徴とす
るものである. 作用 本発明の高周波加熱装置はインバータ回路の動作周波数
を変えて、出力を変化させる.そこで、カソードヒータ
ーに直列にコンデンサを接続し、カソードヒーター負荷
に周波数特性を持たせることで、マグネトロンの出力を
変えてもカソードヒーターに流れる電流変化を少なくす
る.すなわち、インバータ回路のスイッチング素子のオ
ン時間を少なくして動作周波数を高くすると、マグネト
ロンの出力が減少すると同時に同一トランスから得られ
るカソードヒーターに供給する電圧も小さくなる.そこ
で、コンデンサをヒーター回路に直列に接続し、ハイバ
スフィルタを構成することで、周波数が高いときにヒー
ターt流を流れやすくし、カソードヒーターに流れる電
流の変化をすくなくすることができる. また、直列に接続したコンデンサとマグネトロンのチョ
ークコイルで直列共振回路を構威すると、共振周波数の
時が最も電力を供給しやすくなる.したがってその共振
周波数をインバータ回路の動作周波数よりも大きくする
ことで、周波数が高くなるほどヒーター電流が増える回
路を横威できる.これにより、マグネトロンの出力を減
少させているにもかかわらず、ヒーター回路の電流が増
加することができるようになる. 実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る. 第1図は本発明の高周波加熱装置の電気回路図である.
第6図と同じ構威要素は同符号を付し説明を省略する. インバータ回路10の出力を高電圧に変換する昇圧トラ
ンス21はインバータ回路10の出力を受ける1次巻線
22、高圧を発生する2次巻線23、マグネトロン16
のカソードヒータ−17に電力を供給する3次巻線24
とからなる.2次巻線23の電圧はコンデンサ13と、
ダイオード14. 15からなる倍電圧整流回路で昇圧
整流されマグネトロン16のアノード・カソード間に印
加される.3次巻線24には直列にヒーター回路共振用
コンデンサ25が接続されている. 第2図(a)は第1図の高圧トランス2lのl次巻線2
2と3次巻線24とマグネトロンl6のカソードヒータ
ーの回路であって、LCI,LC2はマグネトロンのカ
ソードに直列に接続されたノイズ防止用のチッークコイ
ル19, 20、ROはマグネトロンカソードヒーター
l7の抵抗値、C『はヒーター回路共振用のコンデンサ
25である.この第2図(a)を等価回路に置き換える
と、第2図(b)のようにあらわせる.インバータ回路
のスインチング周波数を変化させてマグネトロンの出力
を変化させる本実施例の場合、スイッチング素子のオン
時間を減らして出力を絞る構成としている.このため、
出力が低下すると共に動作周波数が高くなる.第2図(
b)の電圧Vtが一定の場合力ソードヒーターROに流
れる電流rhは、第3図に示すように動作周波数に伴い
変化する.したがって、Vtが一定の場合ヒーターRO
に流れる電流Ihはスイッチング周波数fOの大きくな
るとともに増える.ところが、インバータのスイッチン
グ周波数fOをあげるとオン時間が減少するため実際に
はVtが小さくなる.動作周波数とCr,Lcl,Lc
2,およびLLからなる直列共振回路の共振周波数と、
回路のQを適当に選択することで、電流1hをほぼ一定
に保つことができる.本実施例では、スイッチング周波
数fOを22kH z 〜29k H zまで変化させ
、Lcl,Lc2を1.2 gH,  Crを5.6,
17Fとしている.周波数が22kHzでマグネトロン
出力が500W、29kHzで25Wとなる.この場合
、第4図に示すようにヒーター電流1hをほとんど変化
させずにマグネトロンの出力を変化させることができる
.第5図はLcl.Lc2の値を1.6μHとし共振回
路のQをあげ、インバータ回路のスイッチング周波数を
ヒーター共振回路の共振周波数よりも低い22kHz〜
27kHzとした例を示す.この実施例の場合は出力が
500W〜100Wの間では少ないほどヒーター電流が
多く流れる.マグネトロンの出力が多いときには、マイ
クロ波の反射によりカソードヒーターがいくらかは発熱
するためヒーター電流が少なくてよい.したがって、本
実施例のように構成すると無駄なヒーター電流を流さず
効率がよくマグネトロンの信鎖性も高い高周波加熱装置
が実現できる. 発明の効果 以上のように本発明の高周波加熱装置においては、以下
の効果が得られる. (1)マグネトロンのカソードヒーターに共振回路を構
威しているので、マグネトロンの出力を変化させてもヒ
ーターに供給する電力がほとんど変化しない高周波加熱
装置が実現できる.したがって、マグネトロン出力可変
幅を大きくすることができ、調理メニューの多い高周波
加熱装置が実現できる.(2)マグネトロンの出力を変
えたときにカソードヒーターに供給する電力がほとんど
変化しないのでマグネトロンがヒーター電力過剰供給の
ために劣化するが早まったり、ヒーター電力不足のため
発振できないことがなく信頼性の高い高周波加熱装置が
実現できる. また、さらにヒーター共振回路の共振回路周波数をイン
バータ回路の動作周波数よりも高くしており、マグネト
ロンの出力が大きいほどヒーター電力が小さくなる.マ
グネトoンの出力が大きいホト、マイクロ波の反射によ
るカソードヒーターの加熱が大きくなるため、ヒーター
電力が小さくてよい.したがって、無駄なヒーター電力
を供給することなく効率のよい高周波加熱装置が実現で
きる.
【図面の簡単な説明】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)商用電力を高周波電力に変換するインバータ回路
    と、前記高周波電力を昇圧しマグネトロンに高圧電力を
    供給する昇圧トランスと、前記インバータ回路の動作周
    波数を変化させてマグネトロンの出力を可変制御する制
    御回路と、前記昇圧トランスに設けてあり前記マグネト
    ロンのカソードヒーターに電力を供給するヒーター巻線
    とを備え、前記カソードヒーターに直列に共振用コンデ
    ンサを接続した高周波加熱装置。
  2. (2)商用電力を高周波電力に変換するインバータ回路
    と、前記高周波電力を昇圧しマグネトロンに高圧電力を
    供給する昇圧トランスと、前記インバータ回路の動作周
    波数を変化させてマグネトロンの出力を可変制御する制
    御回路と、前記昇圧トランスに設けてあり前記マグネト
    ロンのカソードヒーターに電力を供給するヒータ巻線と
    、前記カソードヒーターに直列に設けられ前記マグネト
    ロンからの高周波ノイズフィルタ用チョークコイルと、
    前記カソードヒーターに直列に接続したコンデンサとを
    備え、前記チョークコイルと前記コンデンサと前記ヒー
    ター巻線が構成する直列共振回路の共振周波数は、前記
    インバータ回路の動作周波数よりも高い高周波加熱装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0487291A (ja) * 1990-07-31 1992-03-19 Toshiba Corp マグネトロン装置
CN108601130A (zh) * 2018-05-20 2018-09-28 深圳戴普森新能源技术有限公司 磁控管电源电路以及控制方法、微波炉

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5732996A (en) * 1980-08-08 1982-02-22 Mitsui Toatsu Chem Inc Recording material

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