(57)【要約】【課題】電子レンジの高圧変圧器の電流と電圧の位相を同相にして回路の力率を改善して電子レンジの出力を最大に向上させる電子レンジの高出力制御回路を提供する。【解決手段】商用交流電源の電圧を昇圧させる高圧変圧器と、前記高圧変圧器からの高圧によりマイクロ波を発振させるマグネトロンと、前記高圧変圧器の電圧と電流間の位相差による力率低下を補償する力率補償部とを含む。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源の電圧を昇圧させる高圧変圧器と、
前記高圧変圧器からの高圧によりマイクロ波を発振させるマグネトロンと、
前記高圧変圧器の電圧と電流間の位相差による力率低下を補償する力率補償部と
を含んでなることを特徴とする電子レンジの高出力制御回路。
【請求項２】
前記力率補償部は、前記高圧変圧器の電圧より速い位相を有する進み電流を前記高圧変圧器に供給して前記位相差を補償するキャパシタを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子レンジの高出力制御回路。
【請求項３】
前記キャパシタは前記高圧変圧器の入力端に並列で連結されることを特徴とする請求項２に記載の電子レンジの高出力制御回路。
【請求項４】
前記キャパシタは前記高圧変圧器の一次コイルの両端に並列で連結されることを特徴とする請求項３に記載の電子レンジの高出力制御回路。
【請求項５】
前記キャパシタは前記高圧変圧器の出力端に並列で連結されることを特徴とする請求項２に記載の電子レンジの高出力制御回路。
【請求項６】
交流電源に連結できる一次コイルと二次コイルを有する高圧変圧器と、
前記二次コイルに連結されるマグネトロンと、
マイクロ波回路の送れ力率を補正するように作動可能な、マイクロ波回路に連結される電力補正部と
を含んでなることを特徴とするマイクロ波回路。
【請求項７】
前記電力補正部は前記遅れ力率を補正するように作動する反応性要素からなることを特徴とする請求項６に記載のマイクロ波回路。
【請求項８】
前記高圧変圧器は前記遅れ力率を引き起こすことを特徴とする請求項７に記載のマイクロ波回路。
【請求項９】
前記マグネトロンは前記遅れ力率に寄与することを特徴とする請求項７に記載のマイクロ波回路。
【請求項１０】
前記電力補正部は第１キャパシタを含むことを特徴とする請求項６に記載のマイクロ波回路。
【請求項１１】
前記第１キャパシタは前記一次コイルに並列で連結されることを特徴とする請求項１０に記載のマイクロ波回路。
【請求項１２】
前記第１キャパシタは前記二次コイルに並列で連結されることを特徴とする請求項１０に記載のマイクロ波回路。
【請求項１３】
前記マイクロ波回路は、
前記二次コイルと前記マグネトロンを直列で連結するように前記二次コイルに連結される第１リードと前記マグネトロンに連結される第２リードを有する第２キャパシタと、
前記第２キャパシタの第２リードと前記マグネトロン間の接続と同一の電気的ノードで連結された第１リードを有し、前記マグネトロンに並列で連結されるダイオードと
をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のマイクロ波回路。
【請求項１４】
前記高圧変圧器は、第１低圧リードと第２低圧リードを有する低圧巻線をさらに含み、
前記マグネトロンは第１フィラメントと第２フィラメントを含み、
前記第１フィラメントリードは前記第２キャパシタの第２リードと前記第１低圧リードに連結され、
前記第２フィラメントリードは前記第２低圧リードに連結されることを特徴とする請求項１３に記載のマイクロ波回路。
【請求項１５】
交流電源からの電圧を昇圧させてマグネトロンに高圧を提供する段階と、
マイクロ波回路の電圧と電流間の位相差を最小にしてマイクロ波回路の力率を補正する段階と
を含んでなることを特徴とするマイクロ波回路の出力増大方法。
【請求項１６】
前記電流は前記高圧を遅れさせて遅れ力率を与え、前記補正段階は前記遅れ力率を補正することからなることを特徴とする請求項１５に記載のマイクロ波回路の出力増大方法。
【請求項１７】
前記マイクロ波回路はキャパシタを含み、前記補正段階は前記力率を前記キャパシタで補正することからなることを特徴とする請求項１５に記載のマイクロ波回路の出力増大方法。
【請求項１８】
高圧変圧器の一次コイルが交流電源に連結され、前記高圧変圧器の二次コイルが前記マイクロ波回路のマグネトロンに連結され、
前記電圧昇圧段階は前記高圧変圧器により電圧を昇圧させることからなり、
前記補正段階は前記高圧変圧器による遅れ電流を補正することからなることを特徴とする請求項１５に記載のマイクロ波回路の出力増大方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子レンジに係り、より詳しくは電子レンジに供給される電源の力率を改善してマグネトロンの出力効率を向上させるための電子レンジの高出力制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子レンジは、熱伝導及び熱輻射に基づく外部加熱方式の調理機構とは異なり、超高周波により調理を行うようになっている。かかる従来の電子レンジは、印加された高圧電源により２，４５０ＭＨｚの超高周波を発生させる超高周波発振管又はマグネトロンを含む。前記マグネトロンから発生した２，４５０ＭＨｚの超高周波は１秒当たり２，４５０，０００，０００回も電界の方向を変える。飲食物にこのような超高周波が印加されると、飲食物内の水分子が多量の熱を発生させながら１秒当たり２，４５０，０００，０００回で振動して飲食物を調理することになる。
【０００３】
このような従来の電子レンジの一つとしては、ガスレンジ上に装着され、ガスレンジ上の飲食物の調理により発生する蒸気、煙などを吸入して外部へ排出するフードとして機能する壁掛け型電子レンジがある。
図１は従来の壁掛け型電子レンジの高圧制御回路の構成を示す。同図に示すように、前記従来の壁掛け型電子レンジ１００の高圧制御回路は、マグネトロン１０５と、商用交流電源１１５の電圧を所定の高圧に昇圧させる高圧変圧器１１０と、前記高圧変圧器１１０により昇圧された高電圧を前記マグネトロン１０５に供給する高圧コンデンサ１２０及び高圧ダイオード１２５とを含む。前記マグネトロン１０５は印加された高圧によって駆動してマイクロ波を発振させる。
【０００４】
電子レンジに用いられる電力Ｐは、入力電圧Ｖ、入力電流Ｉ及び力率ｃｏｓφの積で表わし得る（Ｐ＝ＶＩｃｏｓφ）。前記力率とは、供給電力がどんなに効率的に負荷に対して仕事をしたかを示す比で表わす数値である。力率は通常パーセント（％）で表わされ、電圧／電流の位相角が０であると、１となる。すなわち、φ＝０であると、ｃｏｓφ＝１となり最大電力となる。言い換えれば、前記力率は最大電力レベルでは１となり、最小電力レベルでは０となる。一般に、電熱器又は白熱電球などの電位エネルギー／熱エネルギー変換装置において、力率は１であるが、電動機又は変圧器のように、鉄心を有し、この鉄心に交流電源から供給された電流により磁束を発生してエネルギーを磁気的に貯蔵することにより駆動する装置では１以下に低下する。
【０００５】
電子レンジにおいて、出力が高いと高入力が要求される。したがって、電子レンジの出力を高レベルに増加させるためには、入力電圧、入力電流又は力率が増加しなければならない。
しかし、電気安定規定は通常壁コンセントに対するヒューズ定格を１５Ａに限定している。したがって、米国内で販売されている壁掛け型電子レンジは最大電流が１５Ａに制限されている。
【０００６】
電流Ｉと電圧Ｖはそれぞれ１５Ａと１２０Ｖに限定されているため、出力を最大にするためには、力率ｃｏｓφが１とならなければならない。しかし、入力電流と入力電圧間の位相差があると、力率が１以下に低下する。また、マグネトロンなどのほかの電気部品は、マグネトロンの誘導性リアクタンスのため、制御回路にインダクタンスを誘導する。
【０００７】
すなわち、図２に示すように、電子レンジ１００の高圧変圧器１１０で測定した電流２０５の位相は電圧２１０の位相より遅い。その結果、電流２０５と電圧２１０の位相が同一であると、力率が低下するため、出力が最大電力より低くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は前記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、電子レンジの高圧変圧器の電流と電圧の位相を同相にして回路の力率を改善して電子レンジの出力を最大レベルまで向上させる電子レンジの高出力制御回路を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するため、本発明は、商用交流電源の電圧を昇圧させる高圧変圧器と、前記高圧変圧器からの高圧によりマイクロ波を発振させるマグネトロンと、前記高圧変圧器の電圧と電流間の位相差による力率低下を補償する力率補償部とを含んでなる電子レンジの高出力制御回路を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図３は本発明の実施形態による電子レンジ高出力制御回路の構成を示す。同図に示すように、本発明の電子レンジの高出力制御回路は、マグネトロン３０５と、商用交流電源３１５の電圧を所定の高圧に昇圧させる高圧変圧器３１０と、前記高圧変圧器３１０により昇圧された高電圧の電圧／電流位相差を補償するための力率補償部３３０と、前記高圧変圧器３１０により昇圧された高電圧を前記マグネトロン３０５に供給する高圧コンデンサ３２０及び高圧ダイオード３２５とを含む。前記マグネトロン３０５は印加された高圧によって駆動してマイクロ波を発振させる。
【００１１】
前記高圧変圧器３１０は、前記商用交流電源３１５に連結された一次コイル３３５と、負荷段に連結される二次コイル３４０、３４５を有する。前記高電圧を前記マグネトロン３０５と前記二次コイル３４０に供給する前記二次コイル３４５は低圧巻線であって、前記マグネトロン３０５のフィラメントに電流を供給する。前記一次コイル３３５と前記二次コイル３４０、３４５は所定の巻線比を有するように構成される。
【００１２】
前記力率補償部３３０は前記高圧変圧器３１０の一次コイル３３５の両端に並列で連結された所定のキャパシタンスのキャパシタ３５０を含む。通常、コイルなどの誘導性負荷では電圧より位相が遅い遅れ電流を有し、キャパシタなどの容量性負荷では電圧より位相が速い進み電流を有する。マグネトロン３０５などのほかの回路要素も回路３００にインダクタンスを誘導する。このため、力率補償部３３０は前記進み電流を前記キャパシタ３３０を通して前記一次コイル３３５に流れるようにして、前記高圧変圧器３１０の一次コイルの位相差を補償する。したがって、高圧変圧器の力率は遅れ電流を進み電流で相殺させることにより改善される。
【００１３】
図４は、図３の力率補償部３３０が高圧変圧器３１０の出力端に連結されている、本発明の他の実施形態による電子レンジの高出力制御回路の構成を示す回路図である。前記力率補償部３３０は前記高圧変圧器３１０の二次コイル３４５の両端に並列で連結されたキャパシタ３５０を含む。前記力率補償部３３０は、前記キャパシタ３５０を通して流れる進み電流を前記二次コイル３４５に誘導することにより、前記高圧変圧器３１０の二次コイル３４５の位相差を補償する。その結果、前記高圧変圧器３１０の力率が前記のものと類似した方式で改善される。
【００１４】
図５は、図３又は図４の高圧変圧器３１０の電圧５０５及び電流５１０の波形を示すグラフ５００である。前記高圧変圧器３１０の一次コイル３３５又は二次コイル３４５の電流５１０が前記キャパシタ３５０からの進み電流により改善されるので、電子レンジの出力が高レベルまで上昇できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、回路の力率を改善して、同一の電圧／電流の条件の下で電子レンジの出力を向上させる電子レンジの高出力制御回路を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電子レンジの高出力制御回路の構成を示す回路図である。
【図２】図１の電圧及び電流の波形を示すグラフである。
【図３】本発明による電子レンジの高出力制御回路の構成を示す回路図である。
【図４】本発明のほかの実施形態による電子レンジの高出力制御回路の構成を示す回路図である。
【図５】図３又は図４の高圧変圧器の電圧及び電流の波形を示すグラフである。
【符号の説明】
３００…高出力制御回路
３０５…マグネトロン
３１０…高圧変圧器
３１５…商用交流電源
３２０…高圧キャパシタ
３２５…高圧ダイオード
３３０…力率補償部
３３５…一次コイル
３４０，３４５…二次コイル
３５０…キャパシタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004087453.tif 000006
【図５】
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