(57)【要約】【課題】入力電力の制御を簡単な構成で実現する。【解決手段】マグネトロン９は駆動回路１２により駆動されるものであり、マグネトロン９に対する入力電力を制御すべく駆動回路１２を制御する制御回路３５を備えている。この制御回路２５は、マグネトロン９の入力電力を所定に制御するための制御指数を記憶したＲＯＭを有し、その制御指数に従って駆動回路１２制御する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を誘電加熱するためのマグネトロンと、
このマグネトロンを駆動する駆動手段と、
前記マグネトロンに対する入力電力を制御すべく前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記マグネトロンの入力電力を所定に制御するための制御データを記憶した記憶手段を有し、その制御データに従って前記駆動手段を制御するようになっていることを特徴とする電子レンジ。
【請求項２】
駆動制御手段は、マグネトロン駆動停止時における制御データを記憶する停止時データ記憶手段を備え、マグネトロン駆動開始時には、前回のマグネトロン駆動停止から所定時間が経過していないことを条件に、停止時データ記憶手段に記憶された制御データに基づき駆動手段を制御することを特徴とする請求項１記載の電子レンジ。
【請求項３】
外気温度を検出する温度センサを備え、この温度センサによる検出温度に応じて制御データを補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子レンジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネトロンの入力電力制御を行う電子レンジに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
図６には従来の電子レンジの電気回路、特にマグネトロン１００の駆動回路を示している。交流電源１０１には、マグネトロン駆動回路１０２が接続されており、この駆動回路１０２は直流電源回路１０３、インバータ回路１０４、高周波トランス１０５、倍電圧整流回路１０６とを有して構成されている。
【０００３】
上記構成において、インバータ回路１０４は、スイッチング素子１０４ａ、１０４ｂを備えており、このスイッチング素子１０４ａ、１０４ｂが制御回路１０７によりオンオフされるようになっている。そして、このオンオフにより、高周波トランス１０５の一次コイル１０５ａに高周波電流を発生させ、その高周波トランス１０５の二次側に接続された倍電圧整流回路１０６に倍電圧整流電力を発生させてマグネトロン１００を駆動する。
【０００４】
ところで、上記マグネトロン１００の出力は、該マグネトロン１００の温度により変化するものであり、このマグネトロン１００の温度はマグネトロン駆動開始とともに上昇し、これと相関して陽極電圧が減少し、マグネトロン出力が減少する。このマグネトロン出力を所定に制御する一つの方式として次の方式がとられている。
【０００５】
すなわち、マグネトロン出力を直接検出することが実際上困難なので、マグネトロン出力と相関する入力電力を検出して、入力電力を制御することでマグネトロン出力を制御するようにしている。図６に示すように交流電源１０１の電源ラインに例えば変流器からなる電流検出手段１０８を設け、この電流検出手段１０８の検出電流値と既知電圧（通常、一定値１００Ｖ）とにより入力電力を検出し、この検出入力電力が所定例えば一定となるように、前記インバータ回路１０４のスイッチング素子１０４ａのオン時間を制御して、高周波電流を制御する。
【０００６】
ところが、このような従来構成では、電流検出手段１０８などの検出手段が必要で、コスト高を来たす欠点があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力電力の制御を簡単な構成で実現できる電子レンジを提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、次の点に着目してなされている。すなわち、マグネトロンを駆動すると温度上昇して損失が発生し、陽極電圧が減少する。この陽極電圧の減少によってマグネトロン出力が減少し、入力電力低下となって現れる。所定入力電力に対してその差分の入力電力を上げてやればマグネトロン出力を回復できる。ここで、本発明者は上記差分の入力電力を補充するため制御データとして予め実験的に求めた。つまり、マグネトロンの駆動開始から時間が経過する伴い、温度上昇してマグネトロンの損失が大きくなっていくので、入力電力も大きくする必要がある。このとき入力電力をどのくらい大きくするかの制御データを求めた。
【０００９】
そこで、請求項１の発明は、被加熱物を誘電加熱するためのマグネトロンと、
このマグネトロンを駆動する駆動手段と
前記マグネトロンに対する入力電力を制御すべく前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段が、前記マグネトロンの入力電力を所定に制御するための制御データを記憶した記憶手段を有し、その制御データに従って前記駆動手段を制御するようになっているところに特徴を有する。
【００１０】
この請求項１の発明においては、マグネトロンが駆動されて損失が出るようになっても、駆動制御手段が、制御データに従って駆動手段を制御するから、従来の電流検出手段などの検出手段を要さずに入力電力を所定に制御できる。この結果、コストの低廉化に寄与できる。
【００１１】
請求項２の発明は、駆動制御手段が、マグネトロン駆動停止時における制御データを記憶する停止時データ記憶手段を備え、マグネトロン駆動開始時には、前回のマグネトロン駆動停止から所定時間が経過していないことを条件に、停止時データ記憶手段に記憶された制御データからに基づき駆動手段を制御するところに特徴を有する。
【００１２】
調理終了に伴ってマグネトロンが駆動停止すると、しばらくはマグネトロン温度は高い状態にある。この状態で再度調理を開始すべく、マグネトロンの駆動を開始すると、陽極電圧が低い状態にあり、制御データの初期値では、入力電力が小さくてマグネトロン出力が不足し、加熱調理が失敗するおそれがある。
【００１３】
しかるに上記請求項２の発明においては、マグネトロン駆動開始時には、前回のマグネトロン駆動停止から所定時間が経過していないことを条件に、つまりマグネトロン温度が下がっていないことを条件に、停止時データ記憶手段に記憶された制御データに基づいて駆動手段を制御するから、連続調理の場合でも、マグネトロンが十分な入力電力を得てマグネトロン出力に不足がなく、調理失敗を来たすことがない。
【００１４】
請求項３の発明は、外気温度を検出する温度センサを備え、この温度センサによる検出温度に応じて制御データを補正する補正手段を備えたところに特徴を有する。
【００１５】
制御データが常温条件でのものであると、外気温度が高い状況（陽極電圧が低い状況）で、その制御データでマグネトロンを駆動開始したとき入力電力が若干低くなるものであり、また、外気温度が低い状況では入力電力が若干高くなるものである。
【００１６】
しかるに、請求項３の発明においては、温度センサにより外気温度を検出し、その検出温度に応じて制御データを補正する補正手段を設けたから、外気温度によるマグネトロンへの入力電力変動を防止できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例につき図１ないし図５を参照して説明する。まず図２において、電子レンジの本体１は、外箱２と内箱３とを備えて構成されており、内箱３内部は加熱室４とされている。この加熱室４の外底部には、ターンテーブルモータ５が配設されており、これの回転軸は加熱室４内の突出し、回転網６が連結されている。この回転網６には回転皿７が着脱可能に配置されている。内箱３の右側板と外箱２の右側板との間の空間部は機械室８とされている。機械室８において、内箱３の右側板にはマグネトロンたるマグネトロン９が取付けられており、このマグネトロン９で発生したマイクロ波は、励振口３ａから、加熱室４内へ供給されるようになっている。また、前記機械室８には外気温度を検出するための温度センサ１０が配設されている。
【００１８】
さて、図１には、商用交流電源１１に接続された駆動手段たる駆動回路１２を示しており、これはマグネトロン９を駆動制御するためのものである。この駆動回路１２について説明する。交流電源１１の両端にはコンデンサ１３を介してダイオードブリッジからなる全波整流回路１４の入力端子が接続され、これの出力端子の一方は、チョークコイル１５を介して平滑コンデンサ１６の一端に接続され、他方はコンデンサ１６の他端に接続されている。これら、コンデンサ１３、全波整流回路１４、チョークコイル１５、平滑コンデンサ１６により直流電源回路１７が構成されている。
【００１９】
この直流電源回１７の直流電源ライン１７ａ、１７ｂには、インバータ回路１８が接続されている。このインバータ回路１８は次の構成である。直流電源ライン１７ａ、１７ｂ間には例えばＩＧＢＴからなるスイッチング素子１９、２０が直列に接続され、これらに逆並列にフリーホールダイオード２１、２２が接続され、さらに、直流電源ライン１７ａ、１７ｂにコンデンサ２３、２４が直列に接続されている。そして、スイッチング素子１９、２０の共通接続端子は、高周波トランス２５の一次コイル２５ａの一方の端子に接続されているとともに、下アームのスイッチング素子２０のエミッタに抵抗２６およびコンデンサ２７を介して接続されている。さらに、上記コンデンサ２３、２４の共通接続点は高周波トランス２５の一次コイル２５ａの他方の端子に接続されている。
【００２０】
上記高周波トランス２５の二次側に、二次コイル２５ｂとフィラメントコイル２５ｃとが設けられており、二次コイル２５ｂには倍電圧整流回路２８が接続されている。この倍電圧整流回路２８は、二つのダイオード２９、３０と二つのコンデンサ３１、３２と二つの抵抗３３、３４とを図示のように接続した回路構成となっており、マグネトロン９に高電圧を印加するようになっている。
【００２１】
前記インバータ回路１８のスイッチング素子１９、２０は、図１に示す制御回路３５によって高い周波数のデューティー比でオンオフ制御されて、一次コイル２５ａに高周波電流を流し、二次コイル２５ｂおよびフィラメントコイル２５ｃに高周波電流を誘起する。
次コイル２５ｂに誘起された高周波電流は、倍電圧整流回路２８により高電圧化されてマグネトロン９に印加され、もってマグネトロン９が発振動作する。
【００２２】
駆動制御手段及び補正手段としての制御回路３５は、マイクロコンピュータを含んで構成されており、インバータ回路１８のスイッチング素子１９のオン時間をリニアに変更することにより、入力電力を無段階に制御するようになっている。この場合、特にスイッチング素子１９、２０はひとつの周期内で、スイッチング素子１９がオンで且つスイッチング素子２０がオフの状態と、スイッチング素子１９オフで且つスイッチング素子２０オンの状態とがあり、スイッチング素子１９のオンの時間を長くすると入力電流を大きくすることができて、マグネトロン９の陽極電圧を上げることができて出力を上げることができる。
【００２３】
さらに、前記制御回路３５におけるマイクロコンピュータには、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含んでおり、そのＲＯＭは制御データを記憶する記憶手段、マグネトロン停止時の制御データを記憶する停止時データ記憶手段として機能する。また、前記制御回路３５には、スイッチ入力回路３６からスイッチ入力が与えられるものであり、このスイッチ入力回路３６には図示しないが、スイッチとして時間設定スイッチ、スタートスイッチなどが含まれている。また、ターンテーブルモータ５は制御回路３５により駆動回路３７を介して制御されるようになっており、なお、この駆動回路３７には交流電源１１が接続されている。
【００２４】
上記制御データについて説明する。図３においては、例えば常温（２０℃）の温度条件下において、マグネトロン９に対するインバータ回路１８の駆動モード（スイッチング素子１９のオン時間）を最初から一定とした場合に、マグネトロン９を駆動したとき、マグネトロン９の温度は、特性線Ｔｍで示すように最初の５分間は上昇しその後ほぼ一定となる。これに伴ってマグネトロン９の損失が増加し、陽極電圧ｅｂｍもほぼ最初の５分間は減少しその後ほぼ一定となる。従って、マグネトロン９の出力ひいては入力電力も減少する。その分入力電力を増加させてゆく必要がある。そのために本実施例では、インバータ回路１８の駆動モードに対する制御データとして制御指数ｙを、予め調査して設定している。
【００２５】
つまり、常温条件下で、規定負荷で、５分以後のマグネトロン９の最大許容入力電力を得る（マグネトロン９の損失が大きい状態で最大入力電力を呈する）ところの駆動モードこの場合インバータ回路１８のスイッチング素子１９のオン時間Ｔを基準制御指数「１００」としたとき、５分経過後（マグネトロン９の損失が大きい状態）でマグネトロン９の定格入力電力を得るための制御指数は「９６」程度が好ましい。
【００２６】
最初から、この制御指数「９６」でマグネトロン９を駆動するとマグネトロン駆動開始初期（損失小状態）では入力電力過多となるから、その分入力電力を下げるような制御指数とする。つまり、制御指数は図３の特性線ｙで示すように駆動開始時点で「８６」とし、５分後で上述の「９６」まで直線的に立ち上げ、その後はこの「９６」一定とする。
【００２７】
従って、この制御データたる制御指数をｙとし、経過時間をｘ分とすると、
ｙ＝（（９６−８６）／５）・ｘ＋８６　　ただし０＜ｘ≦５のとき
ｙ＝９６　　ただしｘ＞５のとき
となる。この制御指数ｙは制御回路３５のＲＯＭに記憶されている。また、この制御指数ｙは外気温度（電子レンジが設置された部屋の温度）によって補正するようになっており、この補正定数ｈは次のように設定し、そして前記ＲＯＭに記憶している。すなわち、図４の特性線Ｉｊには、制御指数ｙについて補正をしない場合の外気温度に対する最大入力電流を示している。この場合、外気温度がほぼ１５度を下回ると最大入力電流が１４．５０Ａを超えてしまい、最大許容入力電流に近づいてゆく。
【００２８】
そこで、本実施例では、外気温度をｔとしたとき、温度補正係数ｈを
１０℃＜ｔ＜１５℃のとき　ｈ＝０．９８
ｔ≦１０℃のとき　ｈ＝０．９６
１５℃≦ｔのとき　ｈ＝１．００（補正なし）
なお、補正後の最大電流を破線Ｈｉで示している。
【００２９】
さて、制御回路３５の入力電力制御について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。スイッチ入力回路３６より調理時間設定がなされた上でスタートスイッチがオンされるとこのフローチャートに示す制御が開始される。すなわち、ステップＳ１では、前回の調理終了（マグネトロン９駆動停止）から所定時間例えば５分以上が経過したか否かを判断する。経過していれば、ステップＳ２に移行して制御指数用の時間ｘの初期値として「０」を設定する。そして、ステップＳ３に移行して、調理時間ｔとして「０」を設定する（リセット）する。
【００３０】
次のステップＳ４では、時間ｘ及び時間ｔについてカウントを開始する。そして、ステップＳ５では、上記制御指数ｙについての時間ｘ（分）が０＜ｘ≦５であるか否かを判断し、その範囲にあれば、ステップＳ６に移行して、制御指数ｙを
ｙ＝（（９６−８６）／５）・ｘ＋８６
とする。
そして、ステップＳ７では温度センサ１０の検出温度に応じて補正係数ｈを設定して上記制御指数ｙを補正する。すなわちｈ・ｙを新たに制御指数とする。
【００３１】
そして、ステップＳ８では、制御指数ｈ・ｙに応じてインバータ回路１８を制御する。つまり、（ｈ・ｙ／１００）・Ｔとなるようにインバータ回路１８のスイッチング素子２１のオン時間を制御する。そして、次のステップＳ９では、経過した調理時間ｔが設定された調理時間に達したか否かを判断し、達していなければステップＳ４に戻り、ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ４のループを回る。このようにして、制御指数ｙが時間ｘの経過と共に設定されてゆく。この場合、陽極電圧ｅｂｍが順次低下していることから、その低下分による入力電力低下が補われて、結局入力電力は一定に制御されることになる。
【００３２】
時間ｘが５分を超えると、ステップＳ５の「ＮＯ」に従ってステップＳ１０に移行し、制御指数ｙを「９６」に設定する。この制御指数ｙに応じてインバータ回路１８のスイッチング素子２１のオン時間を制御し、もって入力電力を一定に制御する。
【００３３】
ここで調理経過時間ｔが設定された調理時間に達すると、この時点での時間ｘを記憶する。つまり時間ｘによりあらわされる制御指数ｙを記憶することになる。記憶された時間をｘ´とする。そして、インバータ回路１８のスイッチング素子２１、２２をオフしてマグネトロン９の駆動を停止する。
【００３４】
前述のステップＳ１において、前回の調理終了から５分が経過していないときには、ステップＳ１２に移行し、前回記憶した時間ｘ´を読み出し、ステップＳ４にてカウントする時間ｘの初期値をｘ´とする。そして、ステップＳ３を経てステップＳ４、ステップＳ５に移行し、さらにステップＳ６あるいはステップＳ１０に移行して、制御指数ｙを求める。つまり、制御指数ｙは、前回の調理終了時点の制御指数から始められることになる。
【００３５】
このように本実施例によれば、マグネトロン９が駆動されて損失が出るようになっても、制御回路３５により、制御指数ｙに従って駆動回路１２のインバータ回路１８を制御するから、従来の電流検出手段などの検出手段を要さずに入力電力を所定この場合一定に制御できる（図３の特性線Ｑ参照）。この結果、コストの低廉化に寄与できる。
【００３６】
この場合、入力電力を一定に制御するようにしたが、例えば加熱開始初期には入力電力を高めにしその後低くするようにしても良く、この場合、そうなるように制御指数を予め求めておけば良い。
【００３７】
また、本実施例によれば、制御回路３５が、マグネトロン駆動停止時における制御指数ｙを記憶する停止時データ記憶手段たるＲＯＭを備え、マグネトロン駆動開始時には、前回のマグネトロン駆動停止から所定時間が経過していないことを条件に、ＲＯＭに記憶された制御指数ｙから駆動制御を開始するから、連続するような加熱調理であっても加熱調理を失敗することがない。
【００３８】
すなわち、調理終了に伴ってマグネトロン９が駆動停止すると、しばらくはマグネトロン温度は高い状態にある。この状態で再度調理を開始すべく、マグネトロン９の駆動を開始すると、陽極電圧が低い状態にあり、制御指数の初期値では、入力電力が小さくてマグネトロン出力が不足し、加熱調理が失敗するおそれがある。
【００３９】
しかるに上述したように、マグネトロン駆動開始時には、前回のマグネトロン駆動停止から所定時間が経過していないことを条件に、つまりマグネトロン温度が下がっていないことを条件に、ＲＯＭに記憶された制御指数から入力電力制御を開始するから、連続調理の場合でも、マグネトロンが十分な入力電力を得てマグネトロン出力に不足がなく、調理失敗を来たすことがない。
【００４０】
さらに、本実施例によれば、温度センサ１０により外気温度を検出し、その検出温度に応じて制御指数ｙを補正するようにしたから、外気温度によるマグネトロンへの入力電力変動を防止できる。
【００４１】
なお、上記実施例では、インバータ回路１８のスイッチング素子２１のオン時間を制御指数ｙにより制御するようにしたが、例えば、直流電源回路１７の電圧を変更する昇圧あるいは高圧チョッパを設けて、これを別途設定した制御データにより制御するようにしても良い。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、入力電力の制御を簡単な構成で実現できて、コストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す電気回路図
【図２】電子レンジの概略構成を示す縦断正面図
【図３】マグネトロン温度、陽極電圧、制御指数、入力電力の変化を示す図
【図４】外気温度に対する入力電流の変化を示す図
【図５】制御回路の制御内容を示す図
【図６】従来例を示す電気回路図
【符号の説明】
９はマグネトロン、１２は駆動回路（駆動手段）、３５は制御回路（駆動制御手段、記憶手段、停止時データ記憶手段、補正手段）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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