JP2001196159A - High-frequency heating device - Google Patents
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- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/66—Circuits
- H05B6/68—Circuits for monitoring or control
- H05B6/681—Circuits comprising an inverter, a boost transformer and a magnetron
- H05B6/682—Circuits comprising an inverter, a boost transformer and a magnetron wherein the switching control is based on measurements of electrical values of the circuit
- H05B6/685—Circuits comprising an inverter, a boost transformer and a magnetron wherein the switching control is based on measurements of electrical values of the circuit the measurements being made at the low voltage side of the circuit
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子レンジに用いら
れているマグネトロンを駆動するためのインバータ電源
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter power supply for driving a magnetron used in a microwave oven.
【0002】[0002]
【従来の技術】マグネトロンはアノードとカソードから
なる真空管である。図8はマグネトロンの特性を示す図
で、横軸はマグネトロンのアノード電流(以下IAと記
述する)を示し、縦軸はマグネトロンのアノードとカソ
ード間の電圧(以下VAKと記述する)を示している。マ
グネトロンは負の電圧で付勢され、約−4kVで発振し
てアノード電流が流れ始め、アンテナからマイクロ波が
放射される。マグネトロンのVAKは温度依存性があり、
高温になるほど低下する傾向にある。室温状態にある場
合は約−4kVであるが、連続動作で温度が上昇してい
くと−3.2kV程度まで低下する特性を有する。同図
の実線が室温状態での特性を示し、破線が温度上昇した
場合の特性を示している。2. Description of the Related Art A magnetron is a vacuum tube comprising an anode and a cathode. Figure 8 is a graph showing the characteristics of the magnetron, the horizontal axis represents the anode current (hereinafter referred to as I A) of the magnetron, the vertical axis represents the voltage between the anode and cathode of the magnetron (hereinafter referred to as V AK) ing. The magnetron is energized with a negative voltage, oscillates at about -4 kV, starts to flow an anode current, and microwaves are radiated from the antenna. Magnetron V AK has temperature dependence,
It tends to decrease as the temperature increases. It has a characteristic of about −4 kV in a room temperature state, but drops to about −3.2 kV as the temperature increases in continuous operation. The solid line in the figure shows the characteristics at room temperature, and the broken line shows the characteristics when the temperature rises.
【0003】図9はマグネトロンを駆動するための回路
構成を示したブロック図である。同図において1は商用
電源、2はインバータ、3はマグネトロンである。イン
バータ2は商用電源1の電圧を全波整流する全波整流回
路と、ノイズを低減するフィルタ回路部、半導体スイッ
チング素子と、昇圧トランスと、半導体スイッチング素
子を駆動する駆動部と、商用電源1の電圧を検知するた
めの電源電圧検知手段と、変調部とから構成される。変
調部は電源電圧検知手段からの信号を基にして駆動部に
送る変調信号をつくる。駆動部は変調信号に基づいて半
導体スイッチング素子を駆動するパルスのオン時間を決
定する。駆動部から半導体スイッチング素子に与えられ
るパルスの周波数は20kHzから50kHzである。半導体
スイッチング素子の動作で得られる、高周波の電圧を昇
圧トランスが昇圧してマグネトロンを駆動する高電圧を
発生する回路構成である。FIG. 9 is a block diagram showing a circuit configuration for driving a magnetron. In the figure, 1 is a commercial power supply, 2 is an inverter, and 3 is a magnetron. The inverter 2 includes a full-wave rectifier circuit for full-wave rectifying the voltage of the commercial power supply 1, a filter circuit unit for reducing noise, a semiconductor switching element, a boosting transformer, a driving unit for driving the semiconductor switching element, It comprises a power supply voltage detecting means for detecting a voltage, and a modulation unit. The modulation section generates a modulation signal to be sent to the drive section based on a signal from the power supply voltage detection means. The drive unit determines an ON time of a pulse for driving the semiconductor switching element based on the modulation signal. The frequency of the pulse given from the drive unit to the semiconductor switching element is from 20 kHz to 50 kHz. This is a circuit configuration in which a high-frequency voltage obtained by the operation of a semiconductor switching element is boosted by a boosting transformer to generate a high voltage for driving a magnetron.
【0004】図10はインバータとマグネトロンの各部
の電圧または電流波形を示したもので、同図(a)から
(d)は時間軸を合わせて記述している。同図(a)は
商用電源を全波整流して、フィルタ回路を通して出力さ
れた個所の電圧波形で、60Hzの商用電源を用いた場合
の図にしてある。同図(b)の実線は室温状態における
マグネトロンのVAKを示しており、前述したマグネトロ
ンのVAK−IA特性から−4kVで電圧がカットされる
形をしている。VAKが約−4kVに達した時点からIA
が流れ始める。同図(c)の実線に示す商用電源の入力
電流はIAと相似な波形を示すので、VAKが−4kVに
達した時点から流れ始める。このように、入力電流波形
には電流が流れていない休止期間が存在する。このよう
な入力電流波形をフーリエ級数展開すると、基本波以外
の次数の高調波が存在する。この高調波の大きさはIE
C1000−3−2で規制されている。高調波を少なく
するためには、入力電流の休止期間をできるだけ短くす
ることが必要となる。このためには、同図(a)に示す
フィルタ部の出力電圧波形の低い部分では半導体スイッ
チング素子を駆動するためのパルスのオン時間を長くし
て、できるだけ昇圧トランスから出力する電圧を上げる
ように制御している。FIG. 10 shows the voltage or current waveform of each part of the inverter and the magnetron, and FIGS. 10A to 10D are described together with the time axis. FIG. 3A shows a case where the commercial power supply is subjected to full-wave rectification, and a voltage waveform at a location outputted through a filter circuit is used when a commercial power supply of 60 Hz is used. Solid line in FIG. (B) shows the V AK of the magnetron at room temperature conditions, in the form in which the voltage is cut at -4kV from V AK -I A characteristic of the magnetron as described above. I A from the time the V AK reaches about -4kV
Begins to flow. Since the input current of the commercial power supply shown in solid line in FIG. (C) shows a similar waveform and I A, starts to flow from the time when V AK reaches -4 kV. As described above, the input current waveform has a pause in which no current flows. When such an input current waveform is subjected to Fourier series expansion, harmonics of orders other than the fundamental wave exist. The magnitude of this harmonic is IE
It is regulated by C1000-3-2. In order to reduce harmonics, it is necessary to make the idle period of the input current as short as possible. To this end, in the low portion of the output voltage waveform of the filter section shown in FIG. 7A, the ON time of the pulse for driving the semiconductor switching element is lengthened so that the voltage output from the step-up transformer is increased as much as possible. Controlling.
【0005】また、マグネトロンの寿命はIAのピーク
値に依存しており、IAのピーク値が大きくなるほど寿
命が短くなる傾向に有る。そこでIAのピーク値が高く
ならないようにインバータを構成する半導体スイッチン
グ素子を制御することが必要となる。IAが大きくなる
のは、同図(a)に示すフィルタ部の出力電圧波形のピ
ーク近傍であるので、この部分では半導体スイッチング
素子を駆動するためのパルスのオン時間を短くして、I
Aが大きくならないように制御されている。IAと相似な
波形を示す同図(c)の実線で示される入力電流波形は
ピークがほぼ平らになっている。Further, the life of the magnetron is dependent on the peak value of I A, there is a tendency that the life as the peak value of I A increases becomes short. Therefore it is possible to control the semiconductor switching devices constituting the inverter such that the peak value of I A does not increase required. I A from becoming large, since the peak near the output voltage waveform of the filter unit shown in FIG. 6 (a), in this part by shortening the pulse on-time for driving the semiconductor switching element, I
A is controlled so that it does not increase. Input current waveform shown by the solid line in the figure showing the I A, similar to a waveform (c) is in a substantially flat peak.
【0006】このような制御は図9の回路ブック図に示
されるように、半導体スイッチング素子を駆動するパル
スをつくる駆動部に与えられる変調信号によって指令さ
れる。変調部は電源電圧検知手段の信号に基づいて変調
信号をつくり、図10の(d)に示される変調信号を駆
動部に与えている。同図の変調部の出力電圧波形は、電
圧が高くなるほど半導体スイッチング素子を駆動するパ
ルスのオン時間が長くなるように作用する。[0006] As shown in the circuit book diagram of FIG. 9, such control is instructed by a modulation signal given to a drive unit for generating a pulse for driving a semiconductor switching element. The modulation section generates a modulation signal based on the signal of the power supply voltage detecting means, and supplies the modulation signal shown in FIG. The output voltage waveform of the modulator in FIG. 3 acts so that the ON time of the pulse for driving the semiconductor switching element becomes longer as the voltage becomes higher.
【0007】駆動部は図9に示されるように、出力指令
手段の信号と変調部の信号とを足し合わせて、駆動パル
スを決定する。出力指令手段の信号は直流電圧で、出力
を増大させる場合その直流電圧は高くなる。[0007] As shown in FIG. 9, the driving section determines the driving pulse by adding the signal of the output command means and the signal of the modulating section. The signal of the output command means is a DC voltage, and when the output is increased, the DC voltage increases.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法は以下のような課題があった。However, the conventional method has the following problems.
【0009】前述したように、マグネトロンのVAK−I
A特性には温度特性があり、温度上昇とともにVAKが減
少する傾向にある。図10(b)の破線で示される波形
は、温度上昇した場合のVAKを示したもので、約−3.
2kVで発振する状態を示している。このようなマグネ
トロンの特性変化に伴って、入力電流波形は同図(c)
の破線に示されるようになる。VAKが約−3.2kVで
発振を始めるので、入力電流が流れ始め急激に増加し、
同図(d)の変調部の出力電圧波形が下がり始めた個所
から同図(c)入力電流が低下するという山ができてい
る。このような波形はフーリエ級数展開すると、高次ま
での波形が存在し、その振幅も大きくなるという課題が
ある。As mentioned above, the magnetron V AK -I
The A characteristic has a temperature characteristic, and V AK tends to decrease as the temperature rises. The waveform shown by the broken line in FIG. 10B shows V AK when the temperature rises, and is approximately −3.
This shows a state where oscillation occurs at 2 kV. With such a change in the characteristics of the magnetron, the input current waveform changes as shown in FIG.
As indicated by the broken line. Since V AK starts to oscillate at about -3.2 kV, the input current starts to flow and sharply increases,
From the place where the output voltage waveform of the modulation section in FIG. 4D starts to fall, a peak is formed where the input current in FIG. When such a waveform is subjected to Fourier series expansion, there is a problem that a waveform to a higher order exists and its amplitude also increases.
【0010】さらに、マグネトロンの出力を可変する場
合、出力指令手段からの信号である直流電圧の大きさが
変わり、駆動部はこの信号と変調信号とを足し合わせて
半導体スイッチング素子を駆動するパルスを決定する。
このため、マグネトロンの出力を可変する場合も、前述
したようなVAK−IA特性の温度特性に起因する入力電
流波形の山の発生と、同様な状態が起こることが有り、
高調波の増大を招くという課題があった。Further, when varying the output of the magnetron, the magnitude of the DC voltage, which is a signal from the output command means, changes, and the driving section adds this signal and the modulation signal to generate a pulse for driving the semiconductor switching element. decide.
Therefore, even when varying the output of the magnetron, there are the the generation of the pile of the input current waveform due to the temperature characteristic of V AK -I A characteristics as described above, a similar condition occurs,
There has been a problem that harmonics are increased.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の高周波加熱装置
は、前述した課題を解決するためになされたもので、ま
ず、マグネトロンのVAK−IA特性の温度特性に起因し
た入力電流の高調波の増大に関しては、マグネトロンの
動作電圧の温度による変化情報を変調信号に反映させ
て、VAKの温度による変化時にも適正な変調信号を得ら
れる構成とする。Means for Solving the Problems] high frequency heating apparatus of the present invention has been made to solve the problems described above, first, harmonic of the input current caused by the temperature characteristic of the V AK -I A characteristics of the magnetron for improvement of the wave, the change information due to the temperature of the operating voltage of the magnetron is reflected in the modulated signal, even during the change with temperature of the V AK and resulting construction proper modulation signal.
【0012】さらに、マグネトロンの出力変化時に適正
な変調信号が得られるように、出力情報を変調信号に反
映する構成とする。Further, the output information is reflected on the modulation signal so that an appropriate modulation signal can be obtained when the output of the magnetron changes.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】請求項1記載の発明は、変調部と
駆動部と半導体スイッチング素子とを有するインバータ
と、前記インバータで駆動されるマグネトロンとを備
え、前記変調部は前記インバータが電力を得る電源の電
圧を検知する電源電圧検知手段と、前記マグネトロンの
動作電圧を検知するマグネトロン動作電圧検知手段とか
ら変調信号をつくり、前記駆動部は前記半導体スイッチ
ング素子を駆動するためのパルスを前記変調信号に基づ
いて決定する構成により、マグネトロンの動作電圧の温
度による変化情報を変調信号に反映させて、マグネトロ
ン電圧VAKの温度による変化時にも適正な変調信号が得
られるようになる。The invention according to claim 1 includes an inverter having a modulator, a driver, and a semiconductor switching element, and a magnetron driven by the inverter, wherein the inverter controls power by the inverter. Power supply voltage detection means for detecting the voltage of the obtained power supply, and magnetron operation voltage detection means for detecting the operation voltage of the magnetron, and the drive section modulates a pulse for driving the semiconductor switching element by the modulation. with the configuration determined based on the signal, the change information due to the temperature of the operating voltage of the magnetron is reflected in the modulated signal, so that a proper modulation signal even when changes due to temperature of the magnetron voltage V AK is obtained.
【0014】また請求項2記載の発明は、変調部と駆動
部と半導体スイッチング素子とを有するインバータと、
前記インバータで駆動されるマグネトロンと、出力指令
手段とを備え、前記変調部は前記インバータが電力を得
る電源の電圧を検知する電源電圧検知手段と、前記出力
指令手段とから変調信号をつくり、前記駆動部は前記半
導体スイッチング素子を駆動するためのパルスを前記変
調信号に基づいて決定する構成とすることにより、マグ
ネトロンの出力変化時に適正な変調信号が得られるよう
になる。According to a second aspect of the present invention, there is provided an inverter having a modulator, a driver, and a semiconductor switching element;
The inverter includes a magnetron driven by the inverter, and an output command unit.The modulation unit generates a modulation signal from a power supply voltage detection unit that detects a voltage of a power supply from which the inverter obtains power, and the output command unit. The drive section determines a pulse for driving the semiconductor switching element based on the modulation signal, so that an appropriate modulation signal can be obtained when the output of the magnetron changes.
【0015】また請求項3記載の発明は、電源の電流を
検知する電源電流検知手段と、出力指令手段と、前記電
源電流検知手段と前記出力指令手段とを比較する比較手
段とを備え、前記比較手段は前記出力指令手段からの信
号と前記電源電流検知手段からの信号が同じになるよう
に、いいかえれば入力電流一定制御が一定になるように
駆動部を制御する構成とし、さらに比較手段からの信号
はマグネトロンの動作電圧と相関関係があるので、比較
手段の信号をマグネトロン動作電圧検知手段の信号とし
て、変調部に伝達させる構成とすることにより、インバ
ータの入力電力が一定に保たれると共に、新たにマグネ
トロンの動作電圧を検知する手段を設けることなく、マ
グネトロンの動作電圧の温度による変化情報を変調信号
に反映させることができる。Further, the invention according to claim 3 comprises a power supply current detecting means for detecting a current of a power supply, an output command means, and a comparing means for comparing the power supply current detecting means with the output command means. The comparing means is configured to control the drive unit so that the signal from the output command means and the signal from the power supply current detecting means are equal, in other words, the input current constant control is constant. Is correlated with the operating voltage of the magnetron, the signal of the comparing means is transmitted to the modulation section as the signal of the magnetron operating voltage detecting means, so that the input power of the inverter is kept constant and To reflect the change in the operating voltage of the magnetron due to temperature in the modulation signal without providing a means for newly detecting the operating voltage of the magnetron It can be.
【0016】また請求項4記載の発明は、変調部は電源
電圧検知手段からの信号で波形を形成する基本波形形成
手段と、前記基本波形形成手段で作られた基本波形の上
限を設定する上限設定手段Aを有し、前記上限設定手段
Aは比較手段からの信号で上限を設定する構成により、
マグネトロンの動作電圧の温度による変化情報を変調信
号に反映させて、マグネトロン電圧VAKの温度による変
化時にも適正な変調信号が得られるようになる。According to a fourth aspect of the present invention, the modulating unit forms a basic waveform by using a signal from the power supply voltage detecting unit, and an upper limit for setting an upper limit of the basic waveform generated by the basic waveform forming unit. A setting unit A, wherein the upper limit setting unit A sets an upper limit by a signal from the comparing unit.
The change information due to the temperature of the operating voltage of the magnetron is reflected in the modulated signal, so that a proper modulation signal even when changes due to temperature of the magnetron voltage V AK is obtained.
【0017】また請求項5記載の発明は、変調部は電源
電圧検知手段からの信号で波形を形成する基本波形形成
手段と、前記基本波形形成手段で作られた基本波形の上
限を設定する上限設定手段Bを有し、前記上限設定手段
Bは出力指令手段からの信号で上限を設定する構成とす
ることにより、マグネトロンの出力変化時に適正な変調
信号が得られるようになる。According to a fifth aspect of the present invention, the modulating section forms a basic waveform by means of a signal from the power supply voltage detecting means, and an upper limit for setting an upper limit of the basic waveform generated by the basic waveform forming means. Since the upper limit setting means B has a configuration in which the upper limit is set by a signal from the output command means, an appropriate modulation signal can be obtained when the output of the magnetron changes.
【0018】また請求項6記載の発明は、変調部は電源
電圧検知手段からの信号で波形を形成する基本波形形成
手段と、前記基本波形形成手段で作られた基本波形の上
限を設定する上限設定手段とを有し、前記上限設定手段
は増幅器と基準値とから構成し、前記基準値は出力指令
手段の信号でその基準値が設定され、前記増幅器は前記
基準値と比較手段の信号との差を増幅する構成とするこ
とにより、マグネトロンの動作電圧の温度による変化情
報を変調信号に反映させて、マグネトロン電圧VAKの温
度による変化時にも適正な変調信号が得られ、かつ、マ
グネトロンの出力変化時においても適正な変調信号が得
られるようになる。According to a sixth aspect of the present invention, the modulating unit forms a basic waveform by using a signal from the power supply voltage detecting unit, and an upper limit for setting an upper limit of the basic waveform generated by the basic waveform forming unit. Setting means, wherein the upper limit setting means comprises an amplifier and a reference value, and the reference value is set by a signal of an output command means, and the amplifier sets the reference value and a signal of a comparison means. By amplifying the difference between the two, the change information due to the temperature of the operating voltage of the magnetron is reflected in the modulation signal, so that an appropriate modulation signal can be obtained even when the magnetron voltage V AK changes due to the temperature, and An appropriate modulated signal can be obtained even when the output changes.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0020】図1は本発明の実施例における高周波加熱
装置に用いるマグネトロン駆動回路のブロック図であ
る。図1において26は電源で商用電源が用いられ、2
4のインバータに電力を供給する。29は出力指令手段
でマグネトロンの出力の大きさを指令する。25はマグ
ネトロンでインバータ24により駆動される。インバー
タ24は電源26の電圧を検知する電源電圧検知手段2
7、マグネトロン25の動作電圧を検知するマグネトロ
ン動作電圧検知手段28、電源電圧検知手段27とマグ
ネトロン動作電圧検知手段28からの信号で変調信号を
つくる変調部21、変調部21と出力指令手段29の信
号から駆動パルスをつくる駆動部22、駆動部22のパ
ルスで駆動される半導体スイッチング素子23、半導体
スイッチング素子23の動作により得られる高周波電圧
を昇圧する昇圧トランスとから構成される。電源26の
電力は全波整流回路、フィルタ回路を介して半導体スイ
ッチング素子23や昇圧トランスに供給されるが図では
省略している。FIG. 1 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a high-frequency heating device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 26 denotes a power source,
4 is supplied with power. Reference numeral 29 denotes output command means for commanding the magnitude of the output of the magnetron. A magnetron 25 is driven by the inverter 24. The inverter 24 is a power supply voltage detecting means 2 for detecting the voltage of the power supply 26.
7, a magnetron operating voltage detecting means 28 for detecting an operating voltage of the magnetron 25, a modulating section 21 for generating a modulation signal by signals from the power supply voltage detecting means 27 and the magnetron operating voltage detecting means 28, and a modulating section 21 and an output commanding means 29. The driving unit 22 includes a driving unit 22 that generates a driving pulse from a signal, a semiconductor switching element 23 driven by the pulse of the driving unit 22, and a step-up transformer that steps up a high-frequency voltage obtained by the operation of the semiconductor switching element 23. The power of the power supply 26 is supplied to the semiconductor switching element 23 and the boosting transformer via a full-wave rectifier circuit and a filter circuit, but is omitted in the figure.
【0021】マグネトロン25の動作電圧を検知する
と、温度特性により動作電圧VAKが変化した情報を含む
信号を得ることができ、この信号を変調部21に伝達す
る。変調部21は、この信号を基にして処理を行い最適
な変調信号を作り出すことができる。マグネトロン動作
電圧検知手段28は、具体的に抵抗器で検知する方法が
ある。この場合、マグネトロンは高電圧なので、大型
で、高抵抗な抵抗器を用いる。また、回路の電位の関係
で、この抵抗器で検知した信号は、直接変調部21に伝
達することができないので、ホトカプラなどの絶縁手段
を介在させることが必要となる。When the operating voltage of the magnetron 25 is detected, a signal including information in which the operating voltage V AK has changed due to temperature characteristics can be obtained, and this signal is transmitted to the modulation unit 21. The modulation section 21 can perform processing based on this signal to create an optimal modulation signal. As the magnetron operating voltage detecting means 28, there is a method of specifically detecting with a resistor. In this case, since the magnetron has a high voltage, a large and high-resistance resistor is used. In addition, because of the potential of the circuit, the signal detected by this resistor cannot be directly transmitted to the modulation unit 21, so that it is necessary to interpose an insulating means such as a photocoupler.
【0022】また、出力指令手段29の信号は変調部に
も伝達されているので、変調部は、それぞれの出力に対
して最適な変調信号を作り出すことができる。Further, since the signal of the output command means 29 is also transmitted to the modulation section, the modulation section can produce an optimum modulation signal for each output.
【0023】図2は本発明の他の実施例における高周波
加熱装置に用いるマグネトロン駆動回路のブロック図
で、図1と同等な構成要素には同符合を用いて記載し、
その機能の説明は省略する。FIG. 2 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a high-frequency heating apparatus according to another embodiment of the present invention. Components equivalent to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The description of the function is omitted.
【0024】比較手段31は電源26の電流を検知する
電源電流検知手段30と出力指令手段29との信号を比
較し、両者の差に対応した信号を出力する。比較手段3
1の信号は駆動部22に伝達されるので、駆動部22は
この信号に応じて半導体スイッチング素子23を駆動す
るパルスを決定する。これにより、電源26の入力電流
は、出力指令手段で設定された一定の大きさになるよう
に制御される。すなわちインバータへの入力電力が出力
指令手段で決められるようになる。さらに、比較手段3
1の信号は変調部22に伝達されるので、変調部21は
この信号と電源電圧検知手段27の信号から変調信号を
作る。これにより変調部21は温度特性により動作電圧
VAKが変化した情報を得ることができ、この信号を基に
して処理を行い最適な変調信号を作り出すことができ
る。この点について、もう少し詳しく説明する。The comparing means 31 compares the signals of the power supply current detecting means 30 for detecting the current of the power supply 26 and the output command means 29, and outputs a signal corresponding to the difference between the two. Comparison means 3
Since the signal of 1 is transmitted to the drive unit 22, the drive unit 22 determines a pulse for driving the semiconductor switching element 23 according to this signal. Thus, the input current of the power supply 26 is controlled so as to have a constant magnitude set by the output command means. That is, the input power to the inverter is determined by the output command means. Further, the comparison means 3
Since the signal 1 is transmitted to the modulation section 22, the modulation section 21 generates a modulation signal from this signal and the signal of the power supply voltage detection means 27. As a result, the modulation section 21 can obtain information in which the operating voltage V AK has changed due to the temperature characteristics, and can perform processing based on this signal to create an optimal modulation signal. This will be described in more detail.
【0025】比較手段31は出力指令手段29の信号と
電源電流検知手段30との信号を比較して、その差がな
くなるように駆動部22に指令するので、電源電流は一
定に保たれる。言いかえれば、インバータ24の入力電
力が一定に保たれる。The comparison means 31 compares the signal of the output command means 29 with the signal of the power supply current detection means 30 and instructs the drive section 22 to eliminate the difference, so that the power supply current is kept constant. In other words, the input power of the inverter 24 is kept constant.
【0026】ここで、マグネトロンが室温と同じ温度T
Aである時のマグネトロン動作電圧VAK1と、温度が上昇
して温度TH時のマグネトロン動作電圧VAK2との場合を
考えると、半導体スイッチング素子23が何れの場合
も、同じ条件で動作すると、電源電流は一定に保たれな
い。具体的には、同じ条件で動作すると電源電流が増加
する。そこで、比較手段31は出力指令手段29の信号
と、電源電流検知手段30の信号の差を検知して、その
差がなくなるように駆動部22に指令を与える。従っ
て、比較手段31の信号は、マグネトロンの温度変化T
AからTHに伴う、マグネトロン動作電圧の変化VAK1か
らVAK2の情報を持っていることになる。従って、比較
手段31の信号を変調部22に伝達することで、変調部
21は温度特性により動作電圧VAKが変化した情報を得
ることができ、この信号を基にして処理を行い最適な変
調信号を作り出すことができる。Here, the magnetron operates at the same temperature T as the room temperature.
A magnetron operating voltage V AK1 when a A, considering the case of the magnetron operating voltage V AK2 at temperature T H the temperature rises, even if the semiconductor switching element 23 is any, when operating under the same conditions, The power supply current is not kept constant. Specifically, when operating under the same conditions, the power supply current increases. Therefore, the comparing means 31 detects a difference between the signal of the output command means 29 and the signal of the power supply current detecting means 30, and gives a command to the drive unit 22 so that the difference disappears. Therefore, the signal of the comparing means 31 is based on the temperature change T of the magnetron.
Accompanied from A to T H, so that they have information V AK2 from the change V AK1 of the magnetron operating voltage. Therefore, by transmitting the signal of the comparison means 31 to the modulation section 22, the modulation section 21 can obtain information in which the operating voltage V AK has changed due to the temperature characteristic. Can produce a signal.
【0027】図3は本発明の他の実施例における高周波
加熱装置に用いるマグネトロン駆動回路のブロック図
で、図1と図2に同等な構成要素には同符合を用いて記
載し、その機能の説明は省略する。FIG. 3 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a high-frequency heating apparatus according to another embodiment of the present invention. Components equivalent to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and their functions are described. Description is omitted.
【0028】変調部21は電源電圧検知手段27の信号
に基づいて変調の基本波を形成する基本波形形成手段3
2と、それで得られた基本波の上限値を設定する上限設
定手段A33とから構成される。上限設定手段A33は
比較手段31の信号で、上限値を設定する。このような
構成により、マグネトロン25の温度特性により動作電
圧VAKが変化した情報を含む比較手段の31の信号で、
変調信号を操作して最適な変調信号を作り出すことがで
きる。The modulating section 21 forms a fundamental waveform forming means 3 for forming a fundamental wave of modulation based on the signal of the power supply voltage detecting means 27.
2 and upper limit setting means A33 for setting the upper limit value of the fundamental wave obtained thereby. The upper limit setting means A33 sets an upper limit value by the signal of the comparing means 31. With such a configuration, the signal of the comparison means 31 including the information that the operating voltage V AK has changed due to the temperature characteristic of the magnetron 25,
By manipulating the modulation signal, an optimum modulation signal can be created.
【0029】図4は本発明の他の実施例における高周波
加熱装置に用いるマグネトロン駆動回路のブロック図
で、図1と図2および図3に同等な構成要素には同符合
を用いて記載し、その機能の説明は省略する。FIG. 4 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a high-frequency heating device according to another embodiment of the present invention. Components equivalent to those in FIGS. 1, 2 and 3 are denoted by the same reference numerals. The description of the function is omitted.
【0030】上限設定手段B34は出力指令手段29の
信号で上限値を設定する。このような構成により、それ
ぞれの出力に対して最適な変調信号を作り出すことがで
きる。The upper limit setting means B34 sets an upper limit value by the signal of the output command means 29. With such a configuration, it is possible to create an optimal modulation signal for each output.
【0031】図5は本発明の他の実施例における高周波
加熱装置に用いるマグネトロン駆動回路のブロック図
で、図1から図4と同等な構成要素には同符合を用いて
記載し、その機能の説明は省略する。本実施例は、図3
と図4に示した上限設定手段Aと上限設定手段Bとを上
限設定手段として、以下に説明する構成で一体化したも
のである。上限設定手段43は、基準値36と増幅器3
5とからなる。FIG. 5 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a high-frequency heating device according to another embodiment of the present invention. Components equivalent to those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and their functions are described. Description is omitted. In the present embodiment, FIG.
The upper limit setting means A and the upper limit setting means B shown in FIG. 4 are integrated as the upper limit setting means in a configuration described below. The upper limit setting means 43 includes the reference value 36 and the amplifier 3
5
【0032】基準値36は出力指令手段29の信号で基
準値を設定する。基準値36の信号は増幅器35に与え
られる。増幅器35は比較手段からの信号と、基準値3
6からの信号との差を増幅して、基本波形成手段32で
作られた基本波の上限を設定する構成としている。この
ような構成により、マグネトロン25の温度特性により
動作電圧VAKが変化した情報を含む比較手段の31の信
号で、変調信号を操作できるとともに、出力指令手段2
9の信号に応じた最適な変調信号を作り出すことができ
る。The reference value 36 is set by a signal from the output command means 29. The signal of the reference value 36 is provided to the amplifier 35. The amplifier 35 receives the signal from the comparing means and the reference value 3
6 is set so as to amplify the difference between the signal and the upper limit of the fundamental wave generated by the fundamental wave forming means 32. With such a configuration, the modulation signal can be operated by the signal of the comparison means 31 including the information on the change of the operating voltage VAK due to the temperature characteristic of the magnetron 25, and the output command means 2
9 can produce an optimal modulation signal according to the signal of No. 9.
【0033】次に、各構成要素の作用を明確にするため
に、図6の構成要素の波形を参照して説明する。同図の
(a)から(h)の波形は時間を合わせて記載してい
る。また同図に示される波形から波形の記号の波形
は、図5に記載されている波形から波形の記号が記
載されている個所の波形を示している。すなわち波形
は電源電圧検知手段27の出力波形、波形は基本波形
成手段32の出力波形、波形は出力指令手段29の出
力波形、波形は電源電流検知手段30の出力波形、波
形は比較手段31の出力波形、波形は基準値36の
出力波形、波形は増幅器35の出力波形、波形は基
本波形成手段32出力を増幅器35の出力で、その電圧
の上限を設定した出力波形である。Next, the operation of each component will be described with reference to the waveforms of the components shown in FIG. The waveforms (a) to (h) in FIG. Further, the waveform of the symbol from the waveform shown in FIG. 5 indicates the waveform where the symbol of the waveform is described from the waveform shown in FIG. That is, the waveform is the output waveform of the power supply voltage detecting means 27, the waveform is the output waveform of the fundamental wave forming means 32, the waveform is the output waveform of the output command means 29, the waveform is the output waveform of the power supply current detecting means 30, and the waveform is the waveform of the comparing means 31. The output waveform and waveform are the output waveform of the reference value 36, the waveform is the output waveform of the amplifier 35, and the waveform is the output waveform of the output of the fundamental wave forming means 32 from the amplifier 35 and the upper limit of the voltage is set.
【0034】図6(a)の波形は商用電源を用いた電
源26の電圧を検知しているので正弦波を全波整流した
形をしている。同図(b)の波形は波形の下限値を
設定したもので、この波形が変調信号の基本波となる。
同図(c)の波形と波形は、電源電流の大きさを出
力指令手段29が指令する大きさになるように比較手段
31で制御されるために同一の波形になる。同図(d)
の波形は比較手段31の出力波形で、波形は基準値
36の出力波形であり、これらが増幅器35の入力とな
る。増幅器35はこれらの入力の差を増幅し同図(e)
の波形を出力する。この波形が上限設定手段Aと上限
設定手段Bとを一体にして得られる上限値となる。The waveform of FIG. 6A has a form in which a sine wave is full-wave rectified because the voltage of the power supply 26 using a commercial power supply is detected. The waveform in FIG. 3B sets the lower limit of the waveform, and this waveform is the fundamental wave of the modulation signal.
The waveform in FIG. 9C and the waveform are the same since the magnitude of the power supply current is controlled by the comparing means 31 so that the magnitude is instructed by the output instructing means 29. Figure (d)
Are the output waveforms of the comparison means 31, and the waveforms are the output waveforms of the reference value 36, which are input to the amplifier 35. The amplifier 35 amplifies the difference between these inputs, and FIG.
The waveform of is output. This waveform is the upper limit value obtained by integrating upper limit setting means A and upper limit setting means B.
【0035】波形の電圧値で波形の上限値が設定さ
れるが、波形と波形は抵抗器を介して合成されるの
で、波形は波形の電圧値でカットされるのではな
く、波形の電圧値から緩やかに上限が制限されて、破
線で示される波形が波形のように滑らかな波形とな
るように構成されている。駆動部22は波形の信号を
反転した信号が与えられ、半導体スイッチング素子23
の駆動パルスを決定するようにしている。すなわち、波
形の波形の電圧が高くなるほど、半導体スイッチング
素子23を駆動するパルスのオン時間を短くなるように
している。パルスのオン時間が短くなるほど、インバー
タの出力は抑制される。The upper limit value of the waveform is set by the voltage value of the waveform. However, since the waveform and the waveform are combined via the resistor, the waveform is not cut by the voltage value of the waveform, but is cut by the voltage value of the waveform. , The upper limit is gently limited, and the waveform shown by the broken line becomes a smooth waveform like a waveform. The drive unit 22 is supplied with a signal obtained by inverting the waveform signal,
Is determined. That is, the higher the voltage of the waveform, the shorter the on-time of the pulse for driving the semiconductor switching element 23. The shorter the on-time of the pulse, the more the output of the inverter is suppressed.
【0036】ここで、マグネトロン25が温度上昇して
動作電圧VAKが低下した場合について説明する。半導体
スイッチング素子23の駆動パルスが温度上昇する前と
同じ状態にあると仮定する。このとき入力電流が増大す
るようになる。Here, the case where the temperature of the magnetron 25 rises and the operating voltage VAK decreases will be described. It is assumed that the driving pulse of the semiconductor switching element 23 is in the same state as before the temperature rise. At this time, the input current increases.
【0037】図6(f)から(h)はマグネトロン25
が室温状態から温度上昇したときの各部の波形を示した
図で、(f)の波形はマグネトロン25の温度が上昇
すると波形´に変化する。実際は、比較手段31の作
用で波形と同じ電圧になるが説明のためにずらして記
述している。同図(g)の波形はマグネトロン25の
温度が上昇すると波形´に変化する。同図(g)の波
形とはマグネトロン25の温度が上昇すると、それ
ぞれ波形´と´に変化する。FIGS. 6F to 6H show the magnetron 25.
Is a diagram showing waveforms of various parts when the temperature rises from the room temperature state, and the waveform of (f) changes to a waveform 'when the temperature of the magnetron 25 rises. Actually, the voltage becomes the same as that of the waveform due to the operation of the comparing means 31, but it is shifted for the sake of explanation. The waveform in FIG. 7G changes to a waveform ′ when the temperature of the magnetron 25 rises. The waveform in FIG. 7G changes to waveforms と and そ れ ぞ れ when the temperature of the magnetron 25 rises.
【0038】このようにして得られた波形が、駆動部2
2に伝達されて入力電流波形に、どのように作用するか
を説明するために、従来の技術の説明で用いた図10の
波形図に重ねて記述して、これを図7示す。図7に示さ
れた点線の波形は図10に示された点線の波形と同じも
のである。同図(a)はフィルタ部の出力電圧波形、同
図(b)はマグネトロンのVAKで温度上昇したときの電
圧波形を示している。同図(c)は入力電流波形で点線
は従来の波形で、実線は上記手段を用いることにより得
られた波形である。図(d)は変調部の出力電圧波形で
点線は従来の波形で、実線は図6(h)の波形´を反
転して得られる変調部の出力電圧波形として示してい
る。The waveform obtained in this manner is applied to the driving unit 2.
In order to explain how it is transmitted to the input current waveform 2 and acts on the input current waveform, the waveform is superimposed on the waveform diagram of FIG. 10 used in the description of the prior art, and this is shown in FIG. The waveform of the dotted line shown in FIG. 7 is the same as the waveform of the dotted line shown in FIG. FIG (a) an output voltage waveform of the filter unit, FIG. (B) shows the voltage waveform when the temperature rises by magnetron V AK. FIG. 3C shows the input current waveform, the dotted line is a conventional waveform, and the solid line is a waveform obtained by using the above-described means. FIG. 6D shows the output voltage waveform of the modulation section, the dotted line shows the conventional waveform, and the solid line shows the output voltage waveform of the modulation section obtained by inverting the waveform ′ of FIG. 6H.
【0039】このような変調信号によれば同図(c)に
示す入力電流の山をなくすことができる。マグネトロン
の25の温度変化に起因した動作電圧の変化が生じた場
合でも、本発明によれば最適な変調信号を作り出すこと
ができ入力電流の高調波を低減することができる。ま
た、出力指令手段29の信号に応じても最適な変調信号
を作り出すことができる。According to such a modulation signal, it is possible to eliminate the peak of the input current shown in FIG. According to the present invention, even when the operating voltage changes due to the temperature change of the magnetron 25, an optimal modulation signal can be generated and the harmonics of the input current can be reduced. Further, an optimal modulation signal can be created even in response to the signal of the output command means 29.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、マグネト
ロンの温度特性によって、その動作電圧が変化した場合
にも、最適な変調信号を得ることができ、入力電流の高
調波を少なくすることができる。また、マグネトロンの
出力可変時にもの最適な変調信号を作ることができ、入
力電流の高調波を少なくすることができる。As described above, according to the present invention, an optimum modulation signal can be obtained even when the operating voltage changes due to the temperature characteristics of the magnetron, and the harmonics of the input current can be reduced. Can be. In addition, an optimal modulation signal can be generated when the output of the magnetron is variable, and harmonics of the input current can be reduced.
【図1】本発明の実施例における高周波加熱装置に用い
るマグネトロン駆動回路のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a high-frequency heating device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の他の実施例における高周波加熱装置に
用いるマグネトロン駆動回路のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a high-frequency heating device according to another embodiment of the present invention.
【図3】本発明の他の実施例における高周波加熱装置に
用いるマグネトロン駆動回路のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a high-frequency heating device according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施例における高周波加熱装置に
用いるマグネトロン駆動回路のブロック図FIG. 4 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a high-frequency heating device according to another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の実施例における高周波加熱装置に
用いるマグネトロン駆動回路のブロック図FIG. 5 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a high-frequency heating device according to another embodiment of the present invention.
【図6】(a)同高周波加熱装置の電源電圧検知手段の
出力電圧波形図 (b)同高周波加熱装置の基本波形形成手段の出力電圧
波形図 (c)同高周波加熱装置の出力指令手段、電源電流検知
手段の出力電圧波形図 (d)同高周波加熱装置の比較手段、基準値の出力電圧
波形図 (e)同高周波加熱装置の増幅器で電圧の上限を設定さ
れた基本波形形成手段の出力電圧波形図 (f)同高周波加熱装置でマグネトロンが温度上昇した
時の電源電流検知手段の出力電圧波形図 (g)同高周波加熱装置手段でマグネトロンが温度上昇
した時の比較手段の出力電圧波形図 (h)同高周波加熱装置でマグネトロンが温度上昇した
時の増幅器で電圧の上限を設定された基本波形形成手段
の出力電圧波形図6A is an output voltage waveform diagram of a power supply voltage detecting means of the high-frequency heating device. FIG. 6B is an output voltage waveform diagram of a basic waveform forming device of the high-frequency heating device. (D) Comparison means of the high-frequency heating device, output voltage waveform diagram of the reference value (e) Output of the basic waveform forming means in which the upper limit of the voltage is set by the amplifier of the high-frequency heating device Voltage waveform diagram (f) Output voltage waveform diagram of power supply current detecting means when magnetron temperature rises in the high-frequency heating device (g) Output voltage waveform diagram of comparison means when magnetron temperature rises in the high-frequency heating device device (H) Output voltage waveform diagram of the basic waveform forming means in which the upper limit of the voltage is set by the amplifier when the temperature of the magnetron rises in the high-frequency heating device
【図7】(a)同高周波加熱装置のフィルタ部の出力電
圧波形図 (b)同高周波加熱装置のマグネトロンのVAK波形図 (c)同高周波加熱装置の入力電流波形図 (d)同高周波加熱装置の変調部の出力電圧波形図FIG. 7 (a) is an output voltage waveform diagram of a filter section of the high frequency heating device. (B) is a VAK waveform diagram of a magnetron of the high frequency heating device. (C) is an input current waveform diagram of the high frequency heating device. Output voltage waveform diagram of the modulation section of the heating device
【図8】マグネトロンのVAKとIAの関係を示す特性図[8] characteristic diagram showing a relationship between magnetron V AK and I A
【図9】従来の高周波加熱装置に用いるマグネトロン駆
動回路のブロック図FIG. 9 is a block diagram of a magnetron drive circuit used in a conventional high-frequency heating device.
【図10】(a)従来の高周波加熱装置のフィルタ部の
出力電圧波形図 (b)同高周波加熱装置のマグネトロンのVAK波形図 (c)同高周波加熱装置の入力電流波形図 (d)同高周波加熱装置の変調部の出力電圧波形図FIG. 10 (a) is an output voltage waveform diagram of a filter section of a conventional high frequency heating device. (B) is a VAK waveform diagram of a magnetron of the high frequency heating device. (C) is an input current waveform diagram of the high frequency heating device. Output voltage waveform diagram of modulation section of high-frequency heating device
21 変調部 22 駆動部 23 半導体スイッチング素子 24 インバータ 25 マグネトロン 26 電源 27 電源電圧検知手段 28 マグネトロン動作電圧検知手段 29 出力指令手段 30 電源電流検知手段 31 比較手段 32 基本波形成手段 33 上限設定手段A 34 上限設定手段B 35 増幅器 36 基準値 43 上限設定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Modulation part 22 Drive part 23 Semiconductor switching element 24 Inverter 25 Magnetron 26 Power supply 27 Power supply voltage detection means 28 Magnetron operation voltage detection means 29 Output command means 30 Power supply current detection means 31 Comparison means 32 Fundamental wave formation means 33 Upper limit setting means A 34 Upper limit setting means B 35 Amplifier 36 Reference value 43 Upper limit setting means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石尾 嘉朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3K086 AA10 BA08 CC02 DB03 DB11 DB15 DB16 FA02 FA03 FA04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshiro Ishio 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 3K086 AA10 BA08 CC02 DB03 DB11 DB15 DB16 FA02 FA03 FA04
Claims (6)
とを有するインバータと、前記インバータで駆動される
マグネトロンとを備え、前記変調部は前記インバータが
電力を得る電源の電圧を検知する電源電圧検知手段と、
前記マグネトロンの動作電圧を検知するマグネトロン動
作電圧検知手段とから変調信号をつくり、前記駆動部は
前記半導体スイッチング素子を駆動するためのパルスを
前記変調信号に基づいて決定する構成とした高周波加熱
装置。1. An inverter having a modulator, a driver, and a semiconductor switching element, and a magnetron driven by the inverter, wherein the modulator detects a voltage of a power source from which the inverter obtains power. Means,
A high-frequency heating apparatus configured to generate a modulation signal from magnetron operation voltage detection means for detecting an operation voltage of the magnetron, and the driving unit determines a pulse for driving the semiconductor switching element based on the modulation signal.
とを有するインバータと、前記インバータで駆動される
マグネトロンと、出力指令手段とを備え、前記変調部は
前記インバータが電力を得る電源の電圧を検知する電源
電圧検知手段と、前記出力指令手段とから変調信号をつ
くり、前記駆動部は前記半導体スイッチング素子を駆動
するためのパルスを前記変調信号に基づいて決定する構
成とした高周波加熱装置。2. An inverter having a modulator, a driver, and a semiconductor switching element, a magnetron driven by the inverter, and output command means, wherein the modulator controls a voltage of a power supply from which the inverter obtains power. A high-frequency heating apparatus having a configuration in which a modulation signal is generated from a power supply voltage detection unit to be detected and the output command unit, and the drive unit determines a pulse for driving the semiconductor switching element based on the modulation signal.
と、出力指令手段と、前記電源電流検知手段と前記出力
指令手段とを比較する比較手段とを備え、前記比較手段
は前記出力指令手段からの信号と前記電源電流検知手段
からの信号が同じになるように駆動部を制御する構成と
し、比較手段の信号をマグネトロン動作電圧検知手段の
信号として、変調部に伝達させる構成とした請求項1記
載の高周波加熱装置。3. A power supply current detection means for detecting a current of a power supply, an output command means, and a comparison means for comparing the power supply current detection means with the output command means, wherein the comparison means comprises the output command means. And a signal from the power supply current detection means is controlled to be the same, and a signal from the comparison means is transmitted to the modulation section as a signal from the magnetron operation voltage detection means. 2. The high-frequency heating device according to 1.
形を形成する基本波形形成手段と、前記基本波形形成手
段で作られた基本波形の上限を設定する上限設定手段A
を有し、前記上限設定手段Aは比較手段からの信号で上
限を設定する構成とした請求項3記載の高周波加熱装
置。4. A modulating section comprising: a basic waveform forming means for forming a waveform with a signal from a power supply voltage detecting means; and an upper limit setting means A for setting an upper limit of the basic waveform generated by the basic waveform forming means.
The high frequency heating apparatus according to claim 3, wherein the upper limit setting means A is configured to set an upper limit by a signal from a comparing means.
形を形成する基本波形形成手段と、前記基本波形形成手
段で作られた基本波形の上限を設定する上限設定手段B
を有し、前記上限設定手段Bは出力指令手段からの信号
で上限を設定する構成とした請求項2記載の高周波加熱
装置。5. A modulating section comprising: a basic waveform forming means for forming a waveform by a signal from a power supply voltage detecting means; and an upper limit setting means B for setting an upper limit of the basic waveform generated by said basic waveform forming means.
The high frequency heating apparatus according to claim 2, wherein the upper limit setting means (B) sets the upper limit by a signal from an output command means.
形を形成する基本波形形成手段と、前記基本波形形成手
段で作られた基本波形の上限を設定する上限設定手段と
を有し、前記上限設定手段は増幅器と基準値とから構成
し、前記基準値は出力指令手段の信号でその基準値が設
定され、前記増幅器は前記基準値と比較手段の信号との
差を増幅する構成とした請求項3記載の高周波加熱装
置。6. The modulation section has basic waveform forming means for forming a waveform with a signal from a power supply voltage detecting means, and upper limit setting means for setting an upper limit of the basic waveform generated by the basic waveform forming means. The upper limit setting means comprises an amplifier and a reference value, the reference value is set to a reference value by a signal of an output command means, and the amplifier amplifies a difference between the reference value and a signal of a comparison means. The high-frequency heating device according to claim 3.
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