JPS63128584A - 誘電加熱装置 - 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〕 本発明は電子レンジ等の誘電加熱装置に関し、更に詳述
すれば解凍性及び煮込料理に好適な誘電加熱装置を提案
するものである。

〔従来技術〕

調理物の解凍又は煮込料理をする場合は加熱出力を低出
力として加熱するのが好ましく、そのような電子レンジ
等の誘電加熱装置は、特公昭５０−１１０４６号、特公
昭５７−１８３０９号に開示されている。

この種の誘電加熱装置においては、マグネトロンを駆動
するための高圧変圧器に商用電源周波数の交流駆動電圧
を供給して最大加熱出力を得ている。

そして、加熱出力を低出力にする場合は、オン／オフの
デユーティ制御をする時間間隔を１０〜３０秒とするか
又は高圧変圧器の出力側に接続しているコンデンサの容
量を切換えるかのいずれかの構造を採用している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述のようにオン／オフのデユーティ制御を行って加熱
出力を抑制する場合には、マグネトロンが動作している
ときのマイクロ波出力、つまり加熱出力の瞬時値は最大
加熱出力であることがら少量である調理物は焼はムラが
発生する。

一方、コンデンサを切換えて加熱出力を抑制する場合は
、高電圧回路を切換えることになるため、安全面に対す
る配慮と、切換機構上とからコストが高くなる等の問題
がある。

本発明は前述した問題に鑑み、マグネトロンの加熱出力
を低出力にする場合は、マグネトロンを駆動する高圧変
圧器の交流駆動電圧の周波数を、最大加熱出力を得てい
るときの交流駆動電圧の第２の周波数より低い第１の周
波数に切換えて、加熱出力を抑制することにより解凍及
び煮込料理等に通した誘電加熱装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の誘電加熱装置は、変圧器の出力側が整流回路を
介してマグネトロンと接続されており、前記変圧器の入
力を制御してマグネトロンの加熱出力を変更する誘電加
熱装置において、前記マグネトロンの加熱出力の設定値
と予め設定した基準値とを比較する手段と、前記変圧器
の入力電圧の第１の周波数を発生する手段と、該第１の
周波数の整数倍の第２の周波数を発生する手段とを備え
、前記加熱出力の設定値が基準値以下／又は以上である
場合には、前記変圧器の入力電圧の周波数を第１／又は
第２の周波数となすべく構成したことを特徴とする。

〔作用〕

所要の加熱出力を設定すると、その加熱出力設定値と予
め設定している基準値とを大小比較する。

設定値が基準値以上である場合には交流駆動電圧の周波
数を第１の周波数の整数倍の第２の周波数にして高い加
熱出力を得る。一方、加熱出力設定値が基準値以下であ
る場合には、前記交流駆動電圧の周波数を第１の周波数
にして加熱出力を低下させる。これにより加熱出力を、
調理物の量に実質的に適合させることができる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。

第１図は本発明に係る誘電加熱装置である、電子制御式
オープンレンジのブロック図である。第１図において、
商用電源１には制御回路２が接続されており、また、一
方の手動電源スィッチ３ａと、これと直列接続されてお
り、制御回路２に内蔵しているリレーの常開接点ＲＬ２
及び他方の手動電源スィッチ３ｂとを介して駆動電圧周
波数切換回路（以下電圧周波切換回路という）４が接続
されている。一方の手動電源スィッチ３ａの負荷側と、
惰力の手動電源スィッチ３ｂの電源側との間には、制御
回路２に内蔵しているリレーの常開接点１？Ｌ１　と庫
内ランプＣＬの直列回路が接続されている。

そして常開接点ＲＬＩ　と庫内ランプＣＬとの接続部と
他方の手動電源スィッチ３ｂの負荷側との間にプロワモ
ータＢＭが接続されている。電圧周波切換回路４の出力
側にはマグネトロン５を駆動する高圧変圧器６の１次巻
線６ａが接続されており、２次巻線６ｂにはコンデンサ
ＣとダイオードＤとからなる公知の倍電圧整流回路を介
してマグネトロン５が接続されている。そして電源スイ
ッチ３ａ、　３ｈを閉路−し、常開接点ＲＬ２が閉路す
ると電圧周波切換回路４から高圧変圧器６に交流駆動電
圧が供給されてマグネトロン５が動作して高周波を投射
する。

第２図は制御回路２の構成を示したブロック図である。

第２図において、制御部１０はマイクロコンピュータ等
からなっており、制御部ＩＯには制御用のクロック信号
を出力するクロック回路１１を接続している。また制御
部ｌＯには前記常開接点ＲＬＩ。

ＲＬ２を開閉制御するためのリレー回路１２が接続され
ている。また加熱時間が経過するとリセット信号を発す
るリセット回路１３が接続されている。一方、選択した
調理内容、加熱室の加熱時間等を表示する表示回路１４
が接続されている。

この制御部１０は、キーボード１５のスタートキー及び
加熱時間を設定するタイマキー等の操作によって入力さ
れた内容に応じて出力を発し、前記リレー回路１２を制
御して常開接点ＲＬ１．　ＲＬ２を閉じる。

また制御部１０は、直流電源回路１６の入力側から入力
された商用電源１の電圧位相を位相判別回路１７で判別
し、判別した信号の入力により電圧周波切換回路４を制
御する。

前記位相制御回路１７は第３図に示す如く構成されてい
る。第３図において、商用電源１を１次巻線２０ａに接
続した制御用変圧器２０の２次巻線２０ｂにはノイズ除
去用コンデンサＣ１が並列接続されていて、２次巻線２
０ｂの一端は接地されている。

この２次巻線の（自端には、抵抗Ｒ２の一端が接続され
ており、この抵抗Ｒ，には抵抗Ｒ２が直列接続されてい
る。抵抗Ｒ２には、抵抗Ｒ３とノイズ除去用コンデンサ
Ｃ３の直列回路が並列接続されていて、これらにより商
用電源ｌの電圧波形のノイズ除去と負電位側へ電圧シフ
トとを行うフィルタ回路を構成している。また抵抗Ｒ３
とコンデンサＣ３との接続部は抵抗Ｒ５に直列接続され
た抵抗Ｒ４を介して接地され、抵抗Ｒ１にはノイズ除去
用コンデンサＣ２が並列接続されていて、この抵抗Ｒ３
，Ｒ，はフィルタ回路出力参照用電圧発生回路を構成し
ている。なお、抵抗Ｒ３とＲ５との接続部には−Ｖの負
電圧を与えている。そして抵抗Ｒ１とＲ５との接続部は
比較器２１の正側入力端子に接続され、抵抗Ｒ２とコン
デンサＣ３との接続部は比較器２１の負側入力端子に接
続されている。

比較器２１の正側入力端子と出力端子間には、応答の安
定化を図るためのフィードバック抵抗Ｒ６が接続されて
おり、出力端子は出カブルアツブ抵抗Ｒ７を介して接地
されている。そして比較器２１の出力端子に得た出力は
前記制御部ｌＯの割込端子ＴＸＴに与えられる。したが
って、この位相判別回路１７はノイズを含んでいる商用
電源ｌの電圧波形から、ノイズを除去した正しい矩形波
の位相信号を出力する。

第４図はマグネトロンを接続した状態の電圧周波切換回
路の構成を示す回路図である。第４図において電圧周波
切換回路４に商用電源１が接続される入力端子４０ａ、
　４０ｂには、ダイオードをブリッジ接続してなる全波
整流回路４１の交流入力端部４１ａ。

４１ｂが接続されている。全波整流回路４１の直流出力
端部４１ｃ及び４１ｄには、一方の２個１組のトランジ
スタＱ、、Ｑ２のコレクタ同士の接続部及び他方の２個
１組のトランジスタＱ３．Ｑ４のエミッタ同士の接続部
を各別に接続している。

トランジスタＱ、のエミッタはヒユーズＦ１を介して高
圧変圧器６の１次巻線６ａの一端に、トランジスタＱ２
のエミッタはヒユーズＦ２を介して前記１次巻線６ａの
他端に接続されている。トランジスタＱ３のコレクタは
前記１次巻線６ａの一端に、トランジスタＱ、のコレク
タは前記１次巻線６ａの他端に接続されている。これら
のトランジスタＱ。

乃至Ｑ、は、トランジスタＱ、とＱ、とか、またトラン
ジスタＱ２とＱ３とが夫々同時に導通し、トランジスタ
Ｑ、、Ｑ、と、トランジスタＱ２゜Ｑ３とは交互に導通
するようになっている。このようにしてトランジスタＱ
１乃至Ｑ４を導通制御すると、高圧変圧器６の入力側で
ある１次巻線６ａに交流駆動電圧が与えられて、出力側
である２次巻線６ｂに交流電圧を得て、倍電圧整流した
電圧によりマグネトロン５が駆動されて高周波を投射す
る。

第５図は電圧周波切換回路４の切換動作を説明する波形
図である０位相判別回路１７から商用電源ｌの周波数に
同期した位相信号が制御部ｌＯに与えられると、制御部
１０は第５図ｆａｔに示す商用電源電圧ｖ１に同期して
トランジスタＱ、、Ｑ４をオンさせる第５図山）に示す
制御信号Ｓ２を、またトランジスタＱ２．Ｑ３をオンさ
せる第５ｒＩ！Ｊ（Ｃ１に示す制御信号Ｓ３を出力する
。これにより、高圧変圧器６の１次巻線６ａには商用電
源１の電圧位相と同位相の第５図（ｄｌに示す第１の周
波数の１次巻線電流１１が流れる。一方、これとは別に
制御信号Ｓ２．５３の２倍の周波数である第５図（＠）
、　（ｆｌに示す制御信号５４゜Ｓ５を制御部１０が出
力して、制御信号Ｓ４によりトランジスタＱ、、Ｑ４を
導通させ、制御信号Ｓ５によりトランジスタＱ２．Ｑ、
を導通させると、高圧変圧ｓ６の１次巻線６ａには第５
図（幻に示すように１次巻線電流■１の２倍、即ち第１
の周波数の２倍である第２の周波数の１次巻線電流■２
がながれる。

つまり、制御信号Ｓ２．Ｓ３によれば第１の周波数の交
流駆動電圧となり、また制御信号８４．５５によれば第
１の周波数の２倍の第２の周波数の交流駆動電圧となる
。

なお、第６図には第６図＋ａｌに示した商用電源電圧ν
１を、位相的に更に分割してトランジスタＱ１乃至Ｑ、
を導通させた場合の高圧変圧器の１次巻線電流の波形を
示している。そして商用電源電圧Ｖｌの半サイクルを位
相的に４等分した場合には、高圧変圧器６の１次巻線電
流は第６図〜）に示す１次巻線電流Ｉ３となり、同様に
して３等分した場合には、１次巻線電流は第６図ｔｅｌ
に示すように１次巻線電流Ｉ４となる。この場合、１次
巻線電流Ｉ３はその半サイクルの期間において、正、負
側電流成分が平衡するが、１次巻線電流Ｉ４では、半サ
イクルの期間では不平衡であり、１サイクルの期間で平
衡する。したがって、トランジスタの単位時間内でのオ
ン／オフ切換頻度が極めて多い場合には切換の都度、電
流の正、負側電流成分は略平衡するので高圧変圧器６０
１次巻線６ａに流れる不平衡電流による唸り及びマグネ
トロンの駆動に不都合が生じないが、単位時間内の切換
頻度が少ない場合にはその不都合が生じる場合がある。

そのため可及的に短時間内に平衡させることが制御上は
望ましい。つまり、第５図（幻に示す１次巻線電流Ｉ２
及び第６図山）に示す１次巻線電流Ｉ３のように、商用
電源電圧Ｖ１そのものの周期又はその偶数倍の周期であ
って、且つ切換のタイミングを商用電源電圧ｖｔの零時
点又はその近傍を基準とすることにより性能上優れたも
のになし得る。

第７図はマグネトロンの交流駆動電圧周波数と加熱出力
との関係を示すクラツである。マグネトロン５には高圧
変圧器６の２次巻線６ｂに接続した整流回路の出力電圧
が与えられるから、高圧変圧器６の交流駆動電圧の周波
数が高くなると、それだけ倍電圧整流回路のコンデンサ
Ｃの充電周期が短くなって、マグネトロン５の入力電力
が増加して、その加熱出力が増加することになる。それ
故、コンデンサＣ（第４図参照）の容量が一定である場
合は、第７図から明らかなように交流駆動電圧の周波数
とマグネトロンの加熱出力とが比例する。

つまり、マグネトロン５を駆動する高圧変圧器６の交流
駆動電圧の周波数を切換えることによって加熱出力が切
換わる。

第８図は制御部１０の加熱出力設定に係る部分の制御内
容を示したフローチャートである。このフローチャート
を用いて調理を行う動作を説明する。

いま制御部ｌＯは、商用電源の周波数である第１の周波
数と、その第１の周波数の２倍の第２の周波数を得る各
制御信号を出力するようにプログラム設定している。そ
して周波数が高い第２の周波数の交流駆動電圧を高圧変
圧器に供給した場合には、マグネトロンは最大加熱出力
となり、第２の周波数の２の周波数である第１の周波数
の交流駆動電圧を供給した場合には、最大加熱出力の２
の低い加熱出力となるようにしている。

ここで、調理に先立ちキーボード１５から調理内容に見
合った調理時間と加熱温度となる加熱出力を設定する（
１１゜それにより制御部ｌＯはその設定値と最大加熱出
力の５０％とを大小比較する（２）、設定値が最大加熱
出力の５０％以上に設定されていると、交流駆動電圧の
周波数を周波数が高い第２の周波数にする（３）。続い
て、設定値と最大加熱出力の７０％とを大小比較し、７
０％以下であれば高圧変圧器の入力のデユーティ比を小
さく、７０％以上では大きくしてデユーティ制御をしく
４）、１００％の場合は第２の周波数の交流駆動電圧を
全サイクルオンとした制御をする。一方、設定値が最大
加熱出力の５０％以下であると＋２１、交流駆動電圧を
第１の周波数にする（５）、続いて、設定値と最大加熱
出力の４０％とを大小比較し、４０％以下であれば高圧
変圧器６の入力のデユーティ比を小さく、４０％以上で
は大きくしてデユーティ制御をしく６）、５０％の場合
は第１の周波数の交流駆動電圧を全サイクルオンとした
制御をする。このような制御動作によって、マグネトロ
ンが駆動される（７）、そして設定されている加熱時間
を制御部１０に内蔵したタイマが計時しく８）、加熱時
間を経過するとリセット信号を発して（９）、設定した
加熱内容に基づく１回の調理動作を終了する。

このようにして、マグネトロンの低加熱出力を得る場合
は、マグネトロンを駆動する高圧変圧器の交流駆動電圧
の周波数を低下させるから、従来のように高圧変圧器の
入力を単にデユーティ制御した場合と異なり、加熱出力
の瞬時値が低減する。

そのため調理物が少量の場合の、実質的な低加熱出力を
得ることになる。

なお、本実施例では最大加熱出力を得る場合の交流駆動
電圧の第２の周波数を第１の周波数の２倍としたが、４
倍とした第３の周波数及び２倍とした第２の周波数、第
１の周波数として、第３の周波数で最大加熱出力を得る
ようにすれば、加熱出力をより多段階に調整することが
できる。また本実施例において、加熱出力設定値と比較
する基準値は単なる一例にすぎないことは勿論である。

〔効果〕

以上詳述したように、本発明は低加熱出力を得る場合は
、マグネトロンを駆動する高圧変圧器に供給する交流駆
動電圧の周波数を低くするからマグネトロンの加熱出力
の瞬時値が低下して、少量の調理物の加熱状態を改善で
きる。また加熱出力を低下させるに当たり高電圧回路の
切換え及び機械的な開閉部分が存在しないから、安全の
点で優れ、またコストの低減も図り得る。したがって、
少量の調理物を加熱した場合にも焼ムラが発生せず、解
凍又は煮込料理等のように、低い加熱温度で長い時間加
熱する調理に好適な誘電加熱装置を安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る誘電加熱装置のブロック回路図、
第２図は制御回路のブロック図、第３図は位相判別回路
の回路図、第４図はマグネトロン接続状態の駆動電圧周
波数切換回路の回路図、第５図は制御部の制御動作を示
す波形図、第６図は商用電源電圧と、高圧変圧器の１次
巻線電流の関係を示す波形図、第７図は交流駆動電圧の
周波数と加熱出力との関係を示すグラフ、第８図は主に
加熱出力設定に係る部分の制御内容を示したフローチャ
ートである。 １・・・商用電源　　２・・・制御回路　　４・・・駆
動電圧周波数切換回路　　５・・・マグネトロン　　６
・・・高圧変圧器 特　許　出願人、三洋電機株式会社 代理人　弁理士　河　野　　登　夫 茅　　１　　図 存　２　　図 茶　５　図 第　　８ＷＪ 手続補正書（自発） 昭和６２年１月９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、変圧器の出力側が整流回路を介してマグネトロンと
   接続されており、前記変圧器の入力を制御してマグネト
   ロンの加熱出力を変更する誘電加熱装置において、 前記マグネトロンの加熱出力の設定値と予 め設定した基準値とを比較する手段と、前記変圧器の入
   力電圧の第１の周波数を発生する手段と、該第１の周波
   数の整数倍の第２の周波数を発生する手段とを備え、前
   記加熱出力の設定値が基準値以下／又は以上である場合
   には、前記変圧器の入力電圧の周波数を第１／又は第２
   の周波数となすべく構成していることを特徴とする誘電
   加熱装置。