JPH01159995A - 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、電子レンジ等のいわゆる誘電加熱を行なうた
めの高周波加熱装置に関するもので、マグネトロンから
のマイクロ波エネルギの入射波と反射波との比を検出し
てマグネトロンの駆動回路の開閉を制御するものに関す
る。

［従来の技術］ 従来この種の高周波加熱装置においては、マグネトロン
のアノード電流が、操作情報として与えられている設定
値と比較され、その比較された結果に基づいて制御回路
を動作させ出力パルス幅を増減制御して、マグネトロン
の入力電力を定められた値にしていた。また、加熱室の
被加熱物の温度を、直接もしくは間接に温度センサによ
り検出し、仕上かりなどの加熱プロセスの制御を行なっ
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のマグネトロンの入力を一定に制御するものにあっ
ては、加熱室内の均一加熱手段であるスターラー、ター
ンテーブル等の回転により、マイクロ波の反射またはマ
グネトロンの出力効率の変化が生じ、出力は不定である
。同一種類の被加熱物であっても、マグネトロンのばら
つきと上記事由により、被加熱物仕上がりが異なってく
る。

また冷凍食品のように温度の低いものでは、被加熱物が
０度に近つくと被加熱物のマイクロ波吸収は急速に増大
し、一定出力では仕上がり温度に大きなばらつきとなっ
て現われる。特に０度がら常温にかけて、被加熱物の温
度を検出することは、被熱物と雰囲気温度の差が少なく
、極めて難しい。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、被加熱物の広い範囲にわたり、安定に仕上が
りおよびプロセス制御をさせ、かつ安価に高周波加熱装
置を得るために、導波管の一部にマグネトロンからの入
射電力とマグネトロンへの反射電力とを検出する手段を
設け、この検出する手段から検出された信号によりマグ
ネトロンの駆動回路の開閉を制御する手段を設けた。

［作用］ 本発明によれば被加熱物の状態によってマグネトロンの
出力を制御できるので、被加熱物の広い範囲にわたり安
定に動作させることができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示すものである。

電源１から供給された電力は、スイッチ２を経て高周波
加熱装置に供給される。電源はまず整流平滑回路１０１
において直流電源に変換され、次いでマグネトロン駆動
回路１０２に供給される。整流平滑回路１０１は、整流
ブリッジ３の出力端子にチョークコイル４と下請コンデ
ンサ５を接続している。マグネトロン駆動回路１０２は
、マグネＩ・ロン駆動変圧器１０４と共振コンデンサ１
０Ｂの共振回路か並列接続され、その共振回路にスイッ
チング素子１０５が接続されている。マグネトロン駆動
変圧器１０４はその１次側巻線１．０４ａ。

２次側のフィラメント巻線１．０４ｂ、高圧巻線１０４
ｃ、およびび補助巻線１０４ｄが巻回されている。フィ
ラメント巻線１０４ｂはマグネトロン］］］のフィラメ
ントに接続され、高圧巻線］０４ｃには、コンデンサ１
０６を介してダイオード１０７が並列に接続されている
。前記の回路は制御回路１０８に接続されている。

制御回路１０８はトランス８か電源に接続されており、
電源回路９により直流電源（Ｖｄ＝−１２Ｖ）を発生し
、パルス発生回路コ４．比較回路］３．三角波発生回路
１２．およびタイミング回路１１等に電源を供給する。

一方マグネトロン１１］で発生したマイクロウェーブは
、図示されていない導波管を経て加熱室内へ供給される
。導波管の中には方向性結合器のような検出手段１１３
を設け、センサーによってマグネトロンからの入射電力
Ｐｉとマグネトロンへの反射電力Ｐｒを検出し、これを
ＡＤ変換器］９においてＡＤ変換しその出力であるセン
サ信号Ｓをマイクロプロセサ１７に供給する。マイクロ
プロセサ１７はキーボード］８により調理する物品また
は料理の種類により必要な指令を与えられている。マイ
クロプロセサ１７からの信号は出力設定手段１６に供給
され次いで比較回路１３に供給される。マグネトロン駆
動変圧器１０４の補助巻線１０４ｄからのマグネトロン
の発振に同期した信号をタイミング回路１１に入力し三
角波発生回路１２のタイミングを制御する。三角波発生
回路１２で発生した三角波は、比較回路１３に送られ、
出力設定手段１６からの出力信号とレベル比較して、パ
ルス発生回路１４に送られパルス信号のオン、オフ時間
幅を決める。パルス発生回路１４の出力は駆動回路２０
を経てスイッチング素子１０５に供給されその開閉を制
御する。スイッチング素子１０５は通常３０〜１００　
ｋ　Ｈｚ程度の周波数でスイッチング動作をしている。

スイッチング素子１０５、コンデンサ１０３等よりなる
インバータ回路は、その出力電力かオン時間とオフ時間
との比により与えられ、外部からの設定値と入力電力の
検出値およびセンサ信号Ｓによりオンパルスの時間が制
御されている。インバータ回路で作られたスイッチング
電力によって、オンモードではマグネトロン駆動変圧器
］０４の２次側高圧巻線１０４ｃと高圧コンデンサ１０
６の放電出力が、マグネトロン］１１に供給され、マグ
ネトロン１１１を駆動している。オフモードでは、共振
フライバック電圧による２次高圧巻線電圧がダイオード
１０７を介して高圧コンデンサ１０６を充電している。

マグネトロン１１１により発生したマイクロ波は導波管
を通じて加熱室に流入するとともに、スターラーファン
、ターンテーブル等により加熱室内で撹乱され、撹乱に
より生じた反射波は、導波管を再び戻りマグネトロンに
返る。ここでマグネ！・ロンから流出する電力成分は検
出手段１１３へ送られ、−６＝ 入射電力Ｐ１と反射電力Ｐｒかセンサーにより検出され
る。制御回路１０８には被加熱物の種類にり設定された
レベルが、キーボード］８およびマイクロプロセッサ内
部に設けられたＲＯＭより与えられ、センサの初期値は
動作開始時に保存されており、マグネトロンの出力は初
期値と比較されながら設定レベル内で一定の値に管理さ
れているとすると、被加熱物の温度上昇とともにマイク
ロ波の吸収が少なくなり、センサ出力は初期値との差異
が著しくなってくる。一方被加熱物、特に食品の場合蛋
白質の変成なとで、温度上昇の成る値を越えると、出力
を低下させ、被加熱物の温度を維持させる機能が要求さ
れる。上記センサ出力が定められたレベルを越えるか否
かを認識することにより、インバータの出力を減するこ
とによって上記の温度を維持させることか可能になる。

またこれらのレベルを認識するにあたり、被加熱物の形
状、マグネトロンのばらつきか認識の精度を決定するか
、常に一定の割合のマイクロ波の出力をインバータの出
力制御に帰還させているので安定に出力を制御すること
かできる。

第２図は実際の食品についての一例であって線Ａは魚に
対するセンサ出力と被加熱物温度との関係を示すもので
ある。線Ａにおいては、初期冷凍状態では温度が低く、
センサ出力Ｐｒ（反射電力）／Ｐｉ（入射電力）は大き
く、インバータの出力は最大にされている。時間の経過
とともに氷が解けてゆき、それに伴なってセンサの出力
が小さくなり、インバータの出力も抑制されてゆく。こ
れはマグネトロンの出力としても制限されることになり
、マグネトロンの出力が弱くなることにより、魚の温度
はＯ’Ｃ付近で均一に維持され解凍される。

マグネトロンの特性変化・電源変動による出力の変動は
、別途の手段により安定化されている。

［発明の効果コ 本発明によれば、スイッチングを行なうインバータ回路
および加熱室の被加熱物全体を含む負荷状態を安定にす
ることができるとともに、マイクロ波のセンサ出力を１
つ以上のレベルで比較制御することにより仕上がり状態
を安定に制御することかできる。またマイクロ波の出力
をインバータに帰還制御しているので、効率良く迅速に
加熱プロセスを実行するインバータ方式の高周波加熱装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部を示すブロック図であり、第２図
は食品についてのセンサ出力と被加熱物温度との関係を
示すものである。 １０１・・・整流平滑回路、１０２・・マグネトロン駆
動回路、１０８・・・制御回路、１１１・・・マグネト
ロン、１１３・・検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）マグネトロンを駆動する回路と、導波管の一部に
   設けられたマグネトロンからの入射電力とマグネトロン
   への反射電力とを検出する手段と、この検出する手段か
   ら検出された信号によりマグネトロンを駆動する回路の
   開閉を制御する手段とを備えた高周波加熱装置。