JPH0546676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高周波加熱器の高周波出力可変法に
おいて、電源トランスの電源を開閉する手段の制
御装置に関するものである。

従来の技術 高周波加熱器においては、被調理物の種類、
質、出来上りの要望に応じて、高周波出力を適度
なレベルに設定することが一般化し、調理性能の
向上に役立てている。前述のような高周波出力を
適度なレベルに可変する手段として、高周波出力
を照射する高周波発振器に供給する高圧電源を断
続させる方式と電源トランスの電源側を断続する
方式が開発されているが、絶縁性能、構成、コス
トの点から後者が主流となつている。

従来、高周波発振器に電力を供給する電源トラ
ンスと、前記電源トランスの電源側にて電源を断
続するＡ開閉器と、前記電源トランスの１次巻線
と直列に接続された突入電流抑制用負荷と、前記
突入電流抑制用負荷への電源を断続するＢ開閉器
とを有し、前記突入電流抑制用負荷及びＢ開閉器
の直列接続部が、前記Ａ開閉器と並列に接続され
る構成のものがあつた。

この従来例の動作は、Ａ開閉器が投入される所
定時間前に、突入電流抑制用負荷を制御するＢ開
閉器が投入され、電源トランスの励磁電流急増、
すなわち、大きな突入電流発生をある程度防いで
いた。

発明が解決しようとする問題点 ところが、前記Ａ開閉器に関しては、その開極
時期、及び、閉極時期を電源電圧位相に対応して
制御し、開閉器の接点寿命を伸ばす工夫等がなさ
れていたが、突入電流抑制用負荷と直列に接続さ
れたＢ開閉器の制御に関しては、Ａ開閉器の開極
位相とは何ら関係なく所定のタイミングで閉極、
及び、開極動作が行われていた。

それ故、Ａ開閉器の開極位相によつて、電源ト
ランスの残留磁束が影響し、Ｂ開閉器を閉極動作
させたときに大きな突入電流の発生することがあ
り、Ｂ開閉器自体の接点容量の大きなものを用い
なければならない上に、パルス的な大電流による
雑音発生等の問題があつた。

本発明はこのような従来の問題点を解消するも
のであり、突入電流を大幅に軽減すると共に、接
点容量の小さな開閉器をも使用可能にする制御装
置を組み込んだ高周波加熱装器を提供するもので
ある。

問題点を解決するための手段 本発明の高周波加熱装置は、高周波発振器に電
力を供給する電源トランスと、前記電源トランス
の電源側にて電源を断続する開閉手段と、前記
開閉手段と並列に接続された突入電流抑制用負
荷及びその開閉手段を有し、前記開閉手段，
を制御する主制御部が、電源電圧位相検出部
と、タイマ部と、開閉手段，の開閉時期を決
定する決定手段と、前記決定手段の信号に基づい
て開閉手段，を前記するタイミング制御部と
から構成されたものである。

作 用 本発明の高周波加熱装置は、主制御部内の決定
手段の信号で制御された開閉手段の開動作位相
に対応して、突入電流抑制用負荷を制御する開閉
手段の閉動作を行なわせるもので、突入電流を
大幅に減少することが出来、電流容量の小さな開
閉手段を用いることができるのである。

実施例 以下、本発明の高周波加熱装置を図面を参照し
て説明する。

第２図において、一実施例の外観図を示す。１
は高周波加熱器の本体で、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・表示の制御を行う操作部４が設けられてい
る。

次に第１図で、本発明の高周波加熱装置の主要
構成要素をブロツク図で示す。５は加熱室２に高
周波出力を供給する高周波発振器、６は前記高周
波発振器５に電力を供給する電源トランス、７は
電源部である。８は前記電源トランス６の電源側
にて電源を断続する開閉手段、９は前記電源ト
ランス６の１次巻線と直列に接続された突入電流
抑制用負荷、１０は前記突入電流抑制用負荷への
電源を断続する開閉手段で、図面のように、前
記負荷９及び開閉手段１０の直列接続部は、開
閉手段と並列に接続されている。１１は、前記
開閉手段８，１０の開閉時期を制御する主制
御部で、電源電圧位相検出部１２、タイマ部１
３、開閉手段，の開閉時期を決定する決定手
段１４、及び、前記決定手段１４の信号で制御信
号を出力するタイミング制御部１５が主構成要素
である。電源部７からの信号は、電源電圧位相検
出部１２に入力し、電源電圧がどの位相であるか
を判定している。決定手段１４では、適度な高周
波レベルを供給するために電源トランス６の電源
を断続させる時期を決定すると共に、開閉手段
及びの開閉時期を決定している。すなわち、電
源トランス６へ電源を供給する際に、開閉手段
１０を所定の電圧位相でまず閉動作させ、次に励
磁電流が略安定する所定時間後に開閉手段８を
閉動作させるのである。この動作で、電源トラン
ス６には、電源部の電圧がそのまま印加される。
その後、別の所定時間後に前記開閉手段１０を
開動作させ、突入電流抑制用負荷９への電源供給
を停止する。前述の決定手段の信号を受けて、タ
イミング制御部１５は開閉手段８，１０へ制
御信号を出力している。この制御信号の出力時期
は、電源電圧位相検出部１２からの信号、及び、
タイマ部１３からの信号で管理される。すなわ
ち、位相検出部１２から、電源電圧ゼロクロス点
の信号が入力し、その時点からの経過時間をタイ
マ部１３の信号で計数し同期をとれば、所定の電
源電圧位相で開閉手段８，１０をコントロー
ルできるのである。また、前記制御信号出力時期
は、各開閉手段８，１０の動作遅れ時間を考慮し
てタイミングを決定することも、この主制御部１
１では可能となるのである。

次に第３図で、本発明の具体的な実施例を説明
する。前図と同一番号のものは同一機能を有する
構成要素である。商用電源１６の片側は、ドア開
閉を検出するラツチスイツチ１７及び前記開閉手
段８，１０部を介して電源トランス６の１次
巻線片側へ、また商用電源１６の他方は、電流ヒ
ユーズ１８及び、前記同様の動作をするラツチス
イツチ１９を介して、電源トランス６の１次側の
他端へ接続されている。２０はシヨートスイツチ
と呼ぶもので、前記ラツチスイツチ１７とタイム
ラグを有して動作するもので、ラツチスイツチ１
７がドア開状態でオフするのに対して、このシヨ
ートスイツチ２０はオンする。２１は庫内ラン
プ、２２は冷却用フアンモータで、開閉器接点２
３ａで制御される。２４は低圧用電源トランス、
ダイオード２５、平滑用コンデンサー２６、定電
圧電源２７で主制御部１１、及び、開閉器用の低
圧電源を構成している。２８は前記のラツチスイ
ツチ１７と同期して動作するドアスイツチで、抵
抗２９との接続点がドア開閉信号として、制御部
３０に入力している。また、ダイオード３２，３
４と抵抗３１，３３は電源電圧のゼロクロス検出
を行なう電源電圧位相検出部１２として構成され
ている。そして、コンデンサー３５，３６と発振
子３７は、タイマ部１３の基準クロツクを生成す
る。３８，３９，４０のインバータバツフアは、
開閉器接点駆動用コイル１０ｂ，８ｂ，２３ｂの
駆動部で、制御部３０からの信号で動作する。ま
た同図の４１のコンデンサー、４２のダイオード
は、高周波発振子５の駆動用である。

ここで、制御部３０には、前述した開閉手段
８，１０の制御時期を決定する決定部１４、及
び、タイマ部１３、そしてタイミング制御部１５
が含まれている。これらの制御は、例えばマイク
ロコンピユータに記憶された所定のプログラムで
処理される。

第４図に本実施例の制御プログラムフローを図
示する。まず、電源クロツクを取り込み、電源電
圧波形の所定の位相を開閉手段制御の基点とす
る。次に開閉器をオンからオフ、または、オフか
らオンへ操作する必要があるかないかを判定し、
操作の必要がある場合には、まず内部タイマが起
動中か否かを判別し、起動中でない場合には制御
すべき開閉器に応じて所定の位相で作動させるべ
く内部タイマ時間を決定し、初期設定を行う。起
動後、他の処理を行いながら、内部タイマー時
間が経過するのを待ち、経過時に第３図で示した
開閉器コイルを駆動すべく信号を出力するのであ
る。前述したように、開閉器自体の動作時間が問
題となる場合には、それを考慮した内部タイマー
の設定が必要とされるだけである。

第５図にて、開閉手段８及び１０の動作状
態をタイミングチヤートで示す。ａは電源電圧波
形、ｂは開閉手段８、ｃは開閉手段１０の動
作信号である。適度な高周波出力レベルを得るた
めに、高周波発振器の時間制御を行うが、位相θ1
の時刻t₁では、電源トランス６への電源を停止す
べく開閉手段８が開動作した。次に、所定のオ
フ時間経過後、前記位相θ1に対応し、θ3だけ早い
θ2の時刻t₂で開閉手段１０を閉動作する。その
後T₁経過時に、開閉手段を閉動作させ、さら
にT₂経過後、開閉手段１０を開動作するので
ある。その後は、所定のオン時間経過後に開閉手
段８を開動作させるのである。ところで、イン
ダクタンス性のある電源トランス６の１次側のオ
フするときには、開閉手段８をリレー等で構成
したとき、接点にはアーク放電が生じ、接点が摩
耗する。それ故、電源電圧位相の正負を所定の回
数毎、交互に遮断する方法がとられるのである。
前記遮断する位相θ1に対応して、投入位相θ2も決
定されるのである。

次に、開閉手段の投入位相及び開動作位相につ
いて、本発明の内容で突入電流の小さくなること
を示す。

電源電圧の零位相等で電源トランス６に電圧が
印加されると、鉄芯に生ずる過渡的励磁磁束Φ
は、定常状態の最大磁束をΦmとすれば、励磁磁
束の方向が反転するまでの変化磁束となる。ま
た、通電中の電源トランス６を任意の位相にて遮
断すると、鉄芯には残留磁束が残る。電源トラン
ス６に電源を投入するときに生ずる突入電流は、
投入時に鉄芯に生ずる過渡磁束Φの大きさにより
決まる。

第６図にて更に説明すると、この過渡磁束Φ
は、投入時の励磁磁束の変化量と鉄芯に残る残留
磁束Φrの和で与えられ、この過渡磁束Φが飽和
磁束を越えると励磁電流、すなわち、突入電流は
急増するのである。同図のＡ点で遮断すれば、残
留磁束Φrが残り、次に、開閉手段１０をＡ点
に対応した所定の位相、ここでは、約π／２進ん
だ位相Ｂ点で閉動作させれば、励磁磁束Φxに対
応した突入電流抑制用負荷９で軽減された印加電
圧分の磁束Φx′が発生する。この時の過渡磁束Φ
は(1)式のようになる。

Φ＝〔Φm′−Φx′〕＋（＋Φr） −(1) ここで、 Φm′……最大磁束Φmに対応した、突入電流抑
制用負荷を介した磁束 Φm′−Φx′……位相Ｂで投入後磁束が反転する
までの変化量 さらに実施例にて説明すると、点Ａを零位相、
点Ｂをπ／２進んだ位相とすると、残留磁束Φr
は最大値Φrmax（＜Φm）となり、また、投入時
の励磁磁束は零故に、変化量はΦm′となる。(1)に
代入すると Φo＝Φm′−Φrmax −(2) となり、突入電流は抑制される。

次に、点Ａをπ／２とすると残留磁束Φrは零
で、励磁磁束の変化量は2Φm′となり(1)に代入す
ると、 Φπ／２＝2Φm′＋Ｏ で、極端に大きな突入電流レベルとはならない。

発明の効果 以上のように本発明の高周波加熱装置は、主制
御部を電源電圧位相検出部と、タイマ部と、開閉
手段，の開閉時期を決定する決定手段と、前
記決定手段の信号に基づいて開閉手段，を制
御するタイミング制御部とで構成したものであ
り、以下に示す効果を得ることができる。

(1) 開閉手段の動作に関しても、開閉手段の
開動作に対応させた電圧位相で制御することに
より、突入電流を大幅に軽減、または無くすこ
とができる。

(2) 突入電流が抑制されるので、接点容量の比較
的小さな開閉器を利用することが可能となり、
設計上のコウトダウンが図れる。

(3) 突入電流の軽減により、加熱室等の磁気振動
音を防ぐことが出来る。

(4) 突入電流が軽減されることにより、インパル
ス性の雑音が極小となり、対ノイズ性能の向上
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高周波加熱装置の主要ブロツ
ク図、第２図は本発明の一実施例である高周波加
熱装置の外観図、第３図は本発明の一実施例であ
る具体的な回路図、第４図は本発明の一実施例の
制御フロー図、第５図は本発明の一実施例のタイ
ミングチヤート、第６図は電源トランスの電圧位
相の開極・閉極位相と発生する磁束の関係を示す
図である。 ２……加熱室、５……高周波発振器、６……電
源トランス、８……開閉手段、９……突入電流
抑制用負荷、１０……開閉手段、１１……主制
御部、１２……電源電圧位相検出部、１３……タ
イマ部、１４……決定手段、１５……タイミング
制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 食品を収納する加熱室と、加熱室に高周波出
   力を供給する高周波発振器と、前記高周波発振器
   に電力を供給する電源トランスと、前記電源トラ
   ンスの電源側にて１次巻線への電源を断続する開
   閉手段と、前記電源トランスの１次巻線と直列
   に接続された突入電流抑制用負荷と、前記突入電
   流抑制用負荷及び前記電源トランスの１次巻線へ
   の電源を断続する開閉手段と、前記開閉手段
   及びの開閉時期を電源位相に関連して制御する
   主制御部を備え、前記突入電流抑制用負荷及び開
   閉手段の直列接続部と、前記開閉手段とは並
   列に接続されると共に、前記主制御部は、前記電
   源トランスへ供給される電源の位相を検出する電
   源電圧位相検出部と、前記電源電圧位相検出部か
   らの信号を受け計時を行うタイマ部と、前記開閉
   手段及び、の開閉時期を演算し決定する決定
   手段と、前記決定手段の信号及び前記タイマ部か
   らの信号に基づいて開閉手段及びを制御する
   タイミング制御部とから構成された高周波加熱装
   置。 ２ 開閉手段を開動作制御して高周波発振器へ
   の電源供給を停止した後、開閉手段を閉動作制
   御して再度高周波発振器へ電力を供給する時、前
   記開閉手段のオフ位相（開極位相）に対応した
   オン位相（閉極位相）で前記開閉手段を制御す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   高周波加熱装置。 ３ 開閉手段の開極位相に対し、約π／２進ん
   だ位相にて前記開閉手段を閉極することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の高周波加熱装
   置。