JPH04171695A - 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、電熱装置付高周波＋１０熱装置の高周波出力
可変制御において、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、できあがり具
合に応して、高周波出力を適度なレベルに設定する事が
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電力を供給する高圧トランスを断続
させる方式よ、高圧トランスの一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、後者の一次側断続方式が主流になっている。

第４図に従来例を示す。

高周波加熱装置の電源を供給する高圧トランスの１次側
を断続する手段として大電力用電子部品（例えば、トラ
イアック等）やパワーリレーが使用されている。トライ
アックを使用する手段では、高圧トランスに電源を投入
する際の投入位相の精度がよくでき、高圧トランスの突
入電流を低く抑えられるという利点があるが、本体外部
からの静電 電気や落雷による誘導電ノイズや、本体内部で発生する
サージ電圧によりトライアックが容易に破損する危険性
が高く、破損モードは、短絡側となり、常時高圧トラン
スに電源が供給され、高周波発振を行う危険な状態にな
る。これを防止するために保護回路の充実が必要となる
。また電源回路と制御回路間を絶縁するためにホトカプ
ラー等の補助的な部品も必要となり、構成が複雑化して
いる。

第５図にパワーリレーを用いた従来例を示す。

６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７と、これに電力を供給する高圧トランス８の
一次側にパワーリレー９の接点９ａを接続し、接点の開
極、投入により高周波電力を可変にしている。１１は、
パワーリレー９を制御する制御回路を示す。低圧トラン
ス１２は、商用電源を降圧し３０Ｖ程度にし制御回路１
１に電力を供給している。パワーリレー電源供給回路１
３は、交流電源を半波整流し、パワーリレー９の操作コ
イルへの供給電圧を作っている。マイコン電源供給回路
１４は、マイコン１５を動作させるのに必要な電゛圧を
作っている。このマイコン１５は、パワーリレー９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うもので、制御回路の中枢である
。電源クロンク回路１８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、パワーリレ
ー９の位相制御を行う基準となる。パワーリレードライ
ブ回路１９は、高圧トランス８の一次側に結線されたパ
ワーリレー９の制御を行う制御回路である。

発明が解決しようとする課題 第６図は従来の位相制御方法を示すタイミングチャート
を示す。トランスは、コアに磁性材料を用いると磁界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。（ａ）高圧トランスの電圧波形の０位相で投入され
ると電源トランスのコアに生じる励磁束は、定常最大磁
束をΦｍとすれば、励磁束の方向が反転するまでに、最
大で一Φｍから＋０ｍまで変化する。次に通電中の高圧
トランスを例えば、Ｂにて開極すると、残留磁束は＋Φ
ｒとなる。また次にＡ点で投入したとすれば、投入時磁
束Φは、 Φ＝−Φｍ＋Φｒ となる。開極位相と投入位相の位相を反転することによ
り、コア内の磁束を少なくすることができるが、Φｍ≠
Φｒであるため、投入時、突入電流を完全に防ぐことは
できない。また、（ｂ）に投入位相角を０点（π）にし
た時の例を示す。投入位相角をπにすると、投入時の励
磁束は、０となり残留磁束Φｒのみであるが、投入時、
このΦｒにより突入電流が流れることになる。位相制御
を誤ると高圧トランスのコアが飽和状態となり、突入電
源値は、定常の約十倍程度に達し、家庭電源のヒユーズ
断あるいはブレーカ−がオフすることがある。そのため
、従来の位相制御方法では高圧１〜ランスの開極時の残
留磁束と、投入時の励磁束が完全に打ち消し合う位相に
し、突入電流値を低く抑えていた。ところが、電熱装置
付高周波加熱装置においては、電熱加熱リレーの出力状
態により、パワーリレーの動作時間およびパワーリレー
の復帰時間が異なるため、パワーリレーの投入タイミン
グおよびパワーリレーの開極タイミングが、電熱加熱リ
レーの０８時とＯＦＦ時で同じタイミングにすると、突
入電流を小さく抑える事は困難である。

本発明は、かかる従来の課題を解決するもので、電熱加
熱リレーの出力状態に応して、パワーリレーの投入タイ
ミングおよびパワーリレーの開極タイミングをそれぞれ
に合致した位相にし、突入電流値を低く抑えることを目
的としている。

課題を解決するだめの手段 上記目的を達成するために、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１〜ランスの電源を断続するパ
ワーリレーと、加熱室へ電熱加熱を供給する電熱加熱装
置と、この電熱加熱装置への出力を断続する電熱加熱リ
レーと、パワーリレーおよび電熱加熱リレーを制御する
制御部を有し、この制御部は、商用電源の位相を検出す
る電源位相監視回路と、この電源位相監視回路により、
電熱加熱リレーの出力状態に応じた、高圧トランスの投
入による残留磁束と開極による励磁束が互いに打ち消し
合う位相にパワーリレーの位相を設定する位相設定回路
とを備えたものである。

作用 本発明の高周波加熱装置は、上記の構成により、パワー
リレー投入時高圧トランスコアの磁束をＯに抑えること
により突入電流を抑え、パワーリレーの接点耐久性能を
向」ニさせ信軌性を高めるとともに突入電流による強磁
性体で構成されている加熱室等の磁気振動をも防止する
。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、本発明の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扉３が設けられ、本体１の
前面には、調理時間、出力等の設定を行う操作部４と、
表示を行う表示部５を設＆Ｊている。

第１図に本発明の一回路例を示す。この回路例はマイク
ロコンピュータ（以後マイコンと称す）を用いた例で、
ディスクリート部品による構成でもよい。６は本体回路
で、高周波出力を加熱室２に照射する高周波発振器７と
、これに電源を供給する高圧トランス８の一次側にパワ
ーリレー９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。１１は、パワーリレー９お
よび電熱加熱リレー１０を制御する制御回路を示す。

低圧トランス１２は、商用電源を降圧し３０Ｖ程度にし
、制御回路１１に電源を供給している。パワーリレー電
源供給回路１３は、交流電源を半波整流し、パワーリレ
ー９および電熱加熱リレー１０の操作コイルの供給電圧
を作っている。マイコン電源供給回路１４は、マイコン
Ｉ５を動作させるに必要な電圧を作っている。このマイ
コン１５は内部に後述の電源クロック回路１８により商
用電源の位相を検出する電源位相監視回路１６と、高圧
トランスの残留磁束と励磁束とを間接的に認識し、互い
に打ち消し合う位相にパワーリレーの位相を設定する位
相設定回路１７を有している。電源クロック回路１８は
、商用電源波形をマイコン１５が認識できる電圧波形に
波形整形する回路で、パワーリレーの位相制御を行う基
準となる。パワーリレードライブ回路Ｉ９は、高圧トラ
ンスの一次側に接続されたパワーリレー９の制御を行う
制御回路で、電熱加熱リレードライブ回路２０は、電熱
加熱装置に接続された電熱加熱リレー１０の制御を行う
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
トを示す。通電中の高圧トランスを任意のある位相にて
パワーリレーを開路すると、高圧トランスコアには、残
留磁束Φｒが残る。そこで高圧トランスに電源を投入す
る際に生しる突入電流は、投入時に発生する過渡も〃束
Φの大小により決まる。この過渡磁束は、投入時の励磁
束とコアに残留する残留磁束の和によって決まる。この
過渡磁束がコアの飽和磁束を越えると励磁電流が急、増
し、突入電流として現れる。第３図（ａ）に突入電流の
防止タイミングを示す。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
に比例する。コアに交流磁界を与えると、あるヒステリ
シスを持った磁束を生しる。右図は、高圧トランスの電
圧波形と、電流（磁束）波形を示す。電流は電圧よりも
位相がπだけ遅れる特性を有する。点アで電源を開極す
ると、コアには、点ア”の残留磁束Φｒが残る。次に高
圧斗ランスの電源を投入する点をイあるいはつのタイミ
ングとするとイ゛あるいはつ゛の励磁束が発生ずる。し
たがって発生磁束ΦはΦ−（−Φｒ）汁Φｒ＝０ となり突入電流を小さく抑えることができる。上記構成
を用いての位相制御方法を説明する。（ｂ）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。（Ｃ）
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ｒＮＴ端子に
入力しこの波形の立上りを基準に開極、投入位相を決定
する。（ｄ）は、開極タイミングを示し、マイコンのメ
モリ上にて１を記憶させておく。Ｔ　ＯＦ　Ｆはパワー
リレーの復帰時間で、電熱加熱リレーの出力状態により
異なるため、パワーリレーの開極タイミングは、基準か
らτ１＋ＴｏＦＦ１あるいはτ１　＋ＴＯＦＦＺ後に電
源が開極される。（ｅ）は、投入タイミングを示し、マ
イコンのメモリ上にτ２を記憶させておく。ＴｏＮはパ
ワーリレーの動作時間を示しているが、これも電熱加熱
リレーの出力状態により異なるため、パワーリレーの投
入タイミングは、基準からτ２＋ＴＯＮ＋あるいはτ２
＋Ｔ。Ｎ２後に電源が投入されることになる。このよう
な、位相タイミングにすることにより、突入電流を最小
に抑えることができる。

この様に本実施例によれば、高圧トランスの電源を開閉
するパワーリレーの開閉動作による突入電流をなくすこ
とができ、パワーリレーの接点耐として利用でき、安価
な構成とすることができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、次の効果を得ることがで
きる。

高圧トランスの開極位相番こより発生する残留磁束と打
ち消すタイミングで電極を投入することにより、高圧ト
ランスの突入電流をなくすことができ、パワーリレーで
の位相制御を可能にし、かつ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とができる。

【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図は本発明のパワーリレーの開極、投
入位相を示すタイミングチャート、第４図および第５図
は従来例の回路図、第６図は一従来の開極、投入位相を
示すタイミングチャートである。 ２・・・・・・加熱室、７・・・・・・高周波発振器、
８・・・・・・高圧トランス、９・・・・・・パワーリ
レー、１０・・・・・・電熱加熱リレー、１１・・・・
・・制御回路、１３・・・・・・パワーリレー電源供給
回路、１４・・・・・・マイコン電源供給回路、１５・
・・・・・マイクロコンピュータ、１６・・・・・・電
源位相監視回路、１７・・・・・・位相設定回路、１８
・・・・・・電源クロンク回路、１９・・・・・・パワ
ーリレードライブ回路、２０・・・・・・電熱加熱リレ
ードライブ回路。

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、前記加熱室へ電熱加熱を供給する電
   熱加熱装置と、前記電熱加熱装置への出力を断続する電
   熱加熱リレーと、前記パワーリレー及び前記電熱加熱リ
   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回路と、前記電源
   位相監視回路とにより、前記高圧トランスの開極による
   残留磁束を投入による励磁束とが互いに打ち消し合う位
   相に前記パワーリレーの位相設定をする位相設定回路と
   を備えると共に、位相設定回路は電源位相監視回路によ
   り電熱加熱リレーの出力状態に応じた高圧トランスの開
   極位相を設定する事を特徴とする高周波加熱装置。