JPH0432186A - 高周波加熱調理装置 - 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】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、商用電源を周波数変換部によって高周波電源
に変換しその高周波出力を昇圧トランスを介してマグネ
トロンに供給してこれを駆動する高周波加熱調理装置に
関する。

（従来の技術） 従来、この種の周波数変換部を備えた高周波加熱調理装
置は、周波数変換部の制御回路を動作させる電源回路と
して、第５図に示すように、降圧トランス５１と整流回
路５２を設け、この整流回路５２の直流ａカを制御回路
に供給するようになっていた。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来構成では、周波数変換部の制御回路の電源回路
として、整流回路５２の他に降圧トランス５１を設けな
ければならず、電源回路が大形化してコスト高になると
いう欠点があった。

本発明はこの様な事情を考慮してなされたもので、従っ
てその目的は、周波数変換部の制御回路の電源回路をコ
ンパクト化・低コスト化できる高周波加熱調理装置を提
供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の高周波加熱調理装置は、商用電源周波数を高周
波に変換するスイッチング素子の導通時間幅を制御する
制御回路を有する周波数変換部と、この周波数変換部か
らの高周波出力を昇圧する昇圧トランスと、この昇圧ト
ランスの二次側に接続されたマグネトロンとを備えたも
のにおいて、前記周波数変換部の制御回路を動作させる
電源として、前記周波数変換部の高周波出力を整流回路
により整流して供給するようにしたものである。

この場合、周波数変換部への商用電源電力の供給開始後
、前記周波数変換部の出力が高周波に変換されるまでの
間は、前記周波数変換部の制御回路を動作させる電源と
して、前記周波数変換部の直流出力を抵抗を介して供給
するようにしても良い。

（作用） マグネトロンの動作中は、周波数変換部の高周波出力が
昇圧トランスを介してマグネトロンに供給されると共に
、この周波数変換部の高周波出力の一部が整流回路によ
り整流され、周波数変換部の制御回路の電源として供給
される。従って、従来の電源回路に必要不可欠な降圧ト
ランスは、本発明では不要となり、その分、電源回路が
コンパクト化・低コスト化される。

この場合、周波数変換部への商用電源電力の供゛給開始
後、周波数変換部の出力が高周波に変換されるまでに僅
かな時間遅れが生じるが、その間は、周波数変換部の直
流出力を抵抗を介して制御回路に供給すれば、その間も
周波数変換部の出力を制御回路の電源として利用できる
。

（実施例） 以下、本発明の第１実施例について第１図乃至第３図を
参照しながら説明する。

１は商用電源周波数を高周波に変換する周波数変換部で
、端子ｔ１、ｔ２に接続された商用電源の交流電圧を全
波整流する整流回路２と、その全波整流電圧を平滑化し
直流電圧を得るためのチョークコイル３およびコンデン
サ４により形成されたフィルタ５とから構成されている
。そして、周波数変換のための振動回路は、昇圧トラン
ス６の一次巻線６ａ、共振用コンデンサ７、スイッチン
グ素子であるスイッチングトランジスタ８およびダイオ
ード９とから構成され、制御回路１ｏによってスイッチ
ングトランジスタ８をオンオフ制御することによって昇
圧トランス６の一次巻線６ａに高周波電流が発生する。

これによって、マグネトロン駆動部１１においては、昇
圧トランス６の例えば２個の二次巻線６ｂ、６ｃに高周
波電圧が誘起され、そして二次巻線６ｂに誘起された高
周波電圧はダイオード１２および平滑用コンデンサ１３
から成る倍電圧整流回路１４を介してマグネトロン１５
の陽極および陰極間に印加され、また二次巻線６ｃに誘
起された電圧は陰極に印加されるようになっている。更
に、マグネトロン１５の陽極側の通電路には、変流器か
らなる陽極電流検出回路１８が設けられている。一方、
昇圧トランス６の一次巻線６ａには、抵抗１９．２０か
ら成る分圧回路によって構成された導通タイミング検出
回路２１が並列に接続され、また、端子ｔ１、ｔ２間に
接続された商用電源電圧の大きさを検出するために、抵
抗２２．２３からなる分圧抵抗回路によって構成された
電源電圧検出部２４が整流回路２の直流出力側に接続さ
れている。

次に、前記スイッチングトランジスタ８をオンオフ制御
するための制御回路１０の具体的構成について第２図を
参照して説明する。前記陽極電流検出回路１８からの検
出電流１ａは電流平均化回路２５によってその一周期分
について整流及び平滑化され、その平均陽極電流値Ｉ　
ａＶの信号が誤差増幅器２６によって設定値Ｖｒと比較
される。そして、その差信号Ｓ１は導通タイミング決定
回路２７に供給される。この導通タイミング決定回路２
７は、前記スイッチングトランジスタ８の導通開始時間
と導通時間幅とを決定するためのもので、前記導通タイ
ミング検出回路２１から受けた電圧波形信号Ｓ２に基い
て所定のタイミングでベース信号Ｓ３を出力する。この
ベース信号Ｓ、はアンドゲート２８を介して前記スイッ
チングトランジスタ８のベースに供給されるようになっ
ている。

一方、前記電源電圧検出部２４がらの検出電圧Ｖａは、
電圧平均化回路２９によってその一周期分について整流
及び平滑化されることによって平均化され、その平均電
圧値が電圧範囲比較器３０に与えられる。この電圧範囲
比較器３ｏは入力した平均電圧から、商用電源電圧が使
用可能範囲（この実施例では８０Ｖ以上１２０Ｖ以下の
範囲）に属するか否かを判定し、その範囲外のときはロ
ーレベルの停止信号Ｓ４をアンドゲート２８に出力して
これを非導通にするようになっている。

次に、第１図に基づいて周波数変換部１の制御回路１０
を動作させる電源回路３１の構成を説明する。この電源
回路３１は、周波数変換部１の高周波出力の供給を受け
てこれを整流する整流回路３２を備えている。この整流
回路３２は、一種の半波整流形倍電圧整流回路に類似し
た構成となっており、２つのコンデンサ３３．３４と２
つのダイオード３５．３６とから構成されている。入力
側のコンデンサ３３は、昇圧トランス６の一次巻線６ａ
と共振用コンデンサ７との間に接続され、このコンデン
サ３３とダイオード３５の直列回路が共振用コンデンサ
７に並列接続されている。そして、コンデンサ３３とダ
イオード３５との間の共通接続点３７からダイオード３
６を通してコンデンサ３４に充電され、このコンデンサ
３４の両端子が整流回路３２の両出力端子となっている
。

この整流回路３２の両出力端子間には、抵抗３８を介し
て定電圧ダイオード３９が接続され、それによって出力
電圧が一定化される。更に、この定電圧ダイオード３９
の後段には平滑用のコンデンサ４０が接続され、これに
よって平滑化された直流電力が制御回路１０に電源とし
て供給される。

一方、フィルタ５の出力側を抵抗４０を介して整流回路
３２内の共通接続点３７に接続し、これによって、周波
数変換部１への商用電源電力の供給開始後、周波数変換
部１の出力が高周波に変換されるまでの間は、制御回路
１０を動作させる電源として、周波数変換部１の直流出
力（フィルタ５の出力）を抵抗４１を介して供給するよ
うになっている。

尚、商用電源の両端子１．．１２間には、マグネトロン
１５の冷却ファン（図示せず）を駆動するモータ４２と
、庫内灯４３とが並列に接続されている。

次に、上記構成の作用について説明する。

使用者が調理スタートスイッチ（図示せず）を操作して
、周波数変換部１への商用電源電力の供給を開始すると
、商用電源の交流電流が整流回路２で整流され、フィル
タ５を介して昇圧トランス６の一次巻線６ａに流れる。

そして、制御回路１０がスイッチングトランジスタ８を
オンオフさせることにより、周波数変換部１の出力を高
周波に変換してマグネトロン１５を動作させるものであ
るが、電源投入後、制御回路１ｏが初期化動作を終了し
てスイッチングトランジスタ８のオンオフ制御を開始す
るまでに僅かながら時間遅れを生じる。このため、電源
投入直後は周波数変換部１の出力が直流となっており、
商用電源電力の供給開始後、周波数変換部１の出力が高
周波に変換されるまでには僅かな時間遅れが生じる。

そこで、電源投入直後の周波数変換部１の出力が直流と
なっている間は、周波数変換部１の直流出力の一部を次
のようにして制御回路１０の電源として供給する。即ち
、周波数変換部１の直流出力（フィルタ５の出力）が抵
抗４１を介して電源回路３１に供給され、２つのコンデ
ンサ３４．４０に充電されて平滑化されると共に、定電
圧ダイオード３９により出力電圧が一定化されて、制御
回路１０に供給される。これを電源として、制御回路１
０が初期化動作を実行するものである。

この後、制御回路１０が初期化動作を終了してスイッチ
ングトランジスタ８のオンオフ制御を開始すると、周波
数変換部１の出力が高周波に変換されてマグネトロン１
５の動作が開始される。これ以後は、周波数変換部１の
高周波出力の一部を次のようにして制御回路１０の電源
として供給する。即ち、周波数変換部１の出力が高周波
に変換されると、共振用コンデンサ７の両端に第３図に
示すような高周波電圧が発生し、この高周波電圧が電源
回路３１の整流回路３２により整流される。

この整流作用は、共振用コンデンサ７の第１図のａ側の
電位が高くなる半周期で、ダイオード３５が導通してコ
ンデンサ３３に充電され、次の半周期で共振用コンデン
サ７のｂ側の電位が高くなると、コンデンサ３３が放電
してダイオード３６が導通し、コンデンサ３４に充電さ
れる。このような動作を半周期毎に繰り返すことによっ
て、コンデンサ３４の両端に直流電圧が発生し、この直
流電圧が定電圧ダイオード３９で定電圧化されると共に
、コンデンサ４０に充電されて平滑化され、制御回路１
０に供給される。これを電源として、制御回路１０が後
述するようにスイッチングトランジスタ８のオンオフ制
御を実行して、マグネトロン１５の動作を開始させる。

即ち、スイッチングトランジスタ８のオンオフ制御によ
って昇圧トランス６の一次巻線６ａと共振用コンデンサ
７からなる振動回路に振動電流が流れるが、この場合に
生じる一次巻線６ａに誘起された高周波電圧Ｖ、及び高
周波電流１１の様子を第３図に示す。このような高周波
電圧Ｖ１が昇圧トランス６によって更に昇圧されて前記
マグネトロン１５に供給されこれを駆動する。この周波
数変換動作において、前記スイッチングトランジスタ８
の導通時間幅Ｔ１は後述する商用電源電圧の大きさに応
じるようにゲート信号Ｓ１によって強制的に制御される
が、非導通時間幅Ｔ２は前記スイッチングトランジスタ
８の導通時間内に昇圧トランス６が持っているインダク
タンスに蓄えられたエネルギーと共振用コンデンサ７の
大きさとによって決まる。即ち、前記スイッチングトラ
ンジスタ８の非導通時間は高周波電流１１が略零になる
タイミングＴｏまでとし、この時点Ｔｏが次の周期の導
通開始時点でもある。導通タイミング決定回路２７は常
時タイミング検出回路２１から高周波電圧ｖ１の電圧波
形信号Ｓ２を受け、この信号Ｓ２中の電圧値Ｖｏから、
高周波電流１１が零になるタイミングＴｏを判定して、
ゲート信号Ｓ、を出力するタイミングを得ている。

一方、マグネトロン１５の発振動作中は、陽極電流検出
回路１８によりマグネトロン１５の陽極電流値１ａを検
知して、この陽極電流値１ａを電流平均化回路２５で平
均化し、その平均陽極電流値Ｉ　ａｖを誤差増幅器２６
で設定値Ｖｒと比較してその差に応じた差信号Ｓ１を出
力する。この差信号Ｓ１は端子１．．１２に印加された
商用電源電圧が高いほど大なる値となり、そして導通タ
イミング決定回路２７では、差信号Ｓ１が大きくなるほ
どスイッチングトランジスタ８の導通時間幅が短くなる
ように、ベース信号Ｓ４の時間幅を制御する。これによ
り、陽極電流が電圧の上昇と共に増加されることが抑え
られ、換言すれば、陽極電流は商用電源電圧の高低に伴
い逆に減少、増加するように制御されて、商用電源電圧
の変動に対して高周波出力が一定化される。

また、この動作と並行して、電圧範囲比較器３０は電源
電圧検出部２４からの検出電圧Ｖａを電圧平均化回路２
９を介して受けており、商用電源電圧が８０Ｖ以上１２
０ｖ以下の範囲内から外れているときは停止信号Ｓ４を
出力してアンドゲート２８をしゃ断し、スイッチングト
ランジスタ８のオンオフ動作を停止させて、マグネト・
ロン１５の動作を停止させる。この場合、下限値８０Ｖ
はこれ以上低い電圧ではマグネトロン１５の陽極電流が
過大となり、また、上限値１２０ｖはマグネトロン１５
の耐電圧の上限とする趣旨から定められている。

以上説明した実施例によれば、マグネトロン１５の動作
中は、周波数変換部１の高周波出力の一部が整流回路３
２により整流されて、周波数変換部１の制御回路１０の
電源として供給されるので、従来の電源回路に必要不可
欠な降圧トランスは、この実施例では不要となり、その
分、電源回路３１をコンパクト化・低コスト化できる。

この場合、周波数変換部１への商用電源電力の供給開始
後、周波数変換部１の出力が高周波に変換されるまでに
僅かな時間遅れが生じるが、その間は、周波数変換部１
の直流出力を抵抗４１を介して制御回路１０に供給する
ので、その間も周波数変換部１の出力を制御回路１０の
電源として利用できる。

尚、上記第１実施例では、電源回路３１の整流回路３２
のコンデンサ３３を共振用コンデンサ７の一端に接続し
たが、第４図に示す本発明の第２実施例のように、整流
回路３２のコンデンサ３３を、抵抗４１と同じく、フィ
ルタ５の出力側に接続するようにしても良い。

また、上記第１実施例では、商用電源電圧の使用可能範
囲を８０Ｖ以上１２０ｖ以下に設定したが、例えば１０
０ｖと２００ｖのいずれの商用電源にも使用できるよう
に、８０Ｖ以上２６０Ｖ以下の範囲でマグネトロン１５
を駆動可能に構成しても良い。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、マグネトロン
の動作中は、周波数変換部の高周波出力の一部が整流回
路により整流され、周波数変換部の制御回路の電源とし
て供給されるので、従来の電源回路に必要不可欠な降圧
トランスは、本発明では不要となり、その分、電源回路
をコンパクト化・低コスト化できる。

この場合、周波数変換部への商用電源電力の供給開始後
、周波数変換部の出力が高周波に変換されるまでに僅か
な時間遅れが生じるが、その間は、周波数変換部の直流
出力を抵抗を介して制御回路に供給するので、その間も
周波数変換部の出力を制御回路の電源として利用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示したもので
、第１図は高周波加熱調理装置の電気回路図、第２図は
制御回路の詳細を示すブロック図、第３図は昇圧トラン
スの一次巻線における高周波電圧と高周波電流との関係
を示す図である。 そして、第４図は本発明の第２実施例を示す第１図相当
図であり、第５図は従来の電源回路の構成を示す図であ
る。 図面中、１は周波数変換部、６は昇圧トランス、７は共
振用コンデンサ、８はスイッチングトランジスタ（スイ
ッチング素子）、１５はマグネトロン、１８は陽極電流
検出回路、２４は電源電圧検出部、２５は電流平均化回
路、２６は誤差増幅器、２７は導通タイミング決定回路
、２９は電圧平均化回路、３０は電圧範囲比較器、３１
は電源回路、３２は整流回路、４１は抵抗である。 出願人　　株式会社　　東　　芝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、商用電源周波数を高周波に変換するスイッチング素
   子の導通時間幅を制御する制御回路を有する周波数変換
   部と、この周波数変換部からの高周波出力を昇圧する昇
   圧トランスと、この昇圧トランスの二次側に接続された
   マグネトロンとを備えた高周波加熱調理装置において、
   前記周波数変換部の制御回路を動作させる電源として、
   前記周波数変換部の高周波出力を整流回路により整流し
   て供給するようにしたことを特徴とする高周波加熱調理
   装置。 ２、周波数変換部への商用電源電力の供給開始後、前記
   周波数変換部の出力が高周波に変換されるまでの間は、
   前記周波数変換部の制御回路を動作させる電源として、
   前記周波数変換部の直流出力を抵抗を介して供給するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１記載の高周波加熱調
   理装置。