專利名稱：高頻加熱設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于抑制被提供到磁控管驅動電源的商業(yè)電源電流的高次諧波失 真的控制系統(tǒng)。
背景技術：
由于安裝在高頻加熱設備上的常規(guī)電源很重并且體積很大，因此需要使 電源緊湊并且重量輕。為此，在當前各種領域中已經(jīng)提出了能夠構造這樣的 低成本、緊湊并且重量輕的開關型電源的各種積極方法。在用于通過使用從 磁控管產(chǎn)生的微波烹飪食物的高頻加熱設備中，需要可由開關型倒相器電路 實現(xiàn)的、用于驅動磁控管的緊湊且重量輕的電源。
更具體地，在這些開關型倒相器電路間，構成本發(fā)明的主題倒相器電路
的高頻倒相器電路對應于使用開關元件的諧振(resonant)型電路系統(tǒng)，其中 由兩個開關元件布置橋接電路(bridge circuit)的臂(參照,例如，專利出版 物1 )。
當在開關型高頻倒相器電路中布置上述磁控管驅動電源時，結合磁控管 構成非線性負載的這種事實，仍然存在將在下面描述的問題。也就是，被提 供到磁控管驅動電源的商業(yè)電源的電流波形包含大量高次諧波分量。
另一方面，隨著升高磁控管驅動電源的功耗以便滿足用于縮短微波爐的 烹飪時間的需求，上述高次諧波分量的絕對值也升高。這可能導致電源的高 次諧波電流可能更難;波抑制。
已經(jīng)提出了用于抑制高次諧波電流的各種控制系統(tǒng)(參照，例如，專利 出版物2)
圖11指示高頻加熱設備的磁控管驅動電源(倒相器電源)的示例。由 DC電源1、漏磁變壓器(leakage transformer) 2、第一半導體開關元件3、第 一電容器(緩沖電容器)5、第二電容器(諧振電容器)6、第三電容器(平 滑電容器)7、第二半導體開關元件4、驅動電路13、全波電壓雙倍整流電路
(foil wave voltage doubler rectifying circuit) 11禾口》茲4空管12布置》茲4空管馬區(qū)動 電源。
DC電源1以全波整流方式對商業(yè)電源的AC電壓進行整流，以獲得DC 電壓"VDC",然后將該DC電壓"VDC"施加到由第二電容器6和漏磁變壓器2 的主線圈8構成的串聯(lián)電路。已經(jīng)將第一半導體開關元件3串聯(lián)到第二半導 體開關元件4，并且已經(jīng)將由漏磁變壓器2的主線圈8和第二電容器6構成 的串聯(lián)電路并聯(lián)到第二半導體開關元件4。
將第一電容器5并聯(lián)到第二半導體開關元件4,并且具有能夠抑制在執(zhí) 行切換操作時產(chǎn)生的沖流(rush current)(沖壓)的所謂"緩沖作用"。通過全 波電壓雙倍整流電路11將在漏磁變壓器2的副線圈9中產(chǎn)生的AC高電壓轉 換為DC高電壓，然后，將該DC高電壓施加在磁控管12的陽極和陰極之間。 漏磁變壓器2的第三線圈10已經(jīng)將電流提供到磁控管12的陰極。
已經(jīng)由IGBT和與IGBT并聯(lián)的飛輪二極管(flywheel diode)構成第一 半導體開關元件3和第二半導體開關元件4。從上述描述中可見，第一和第 二半導體開關元件3和4不僅僅限于上述元件類型。替代地，可以采用半導 體閘流管 (thyristor )、 GTO開關元件等等。
驅動單元13在其中包括被采用來產(chǎn)生用于第一半導體開關元件3和第二 半導體開關元件4的驅動信號的振蕩電路(未示出)。該振蕩電路產(chǎn)生具有預 定頻率的矩形波，并且將"DRIVE"信號提供到第一半導體開關元件3和第二 半導體開關元件4。緊接在第一半導體開關元件3和第二半導體開關元件4 之一截止之后，在另一個導體開關元件3或4兩端之間的電壓為高。結果， 如果在該時刻該另一個半導體開關元件3或4截止，則具有尖峰形狀的過大 電流可能流過，使得不希望的損失和不必要的噪聲出現(xiàn)。然而，由于引導時 滯(dead time),因此截止操作被延遲，直到該另 一個半導體開關元件的端子 之間的電壓降低到大約0V為止。因此，可以防止不希望的損失和不必要的 噪聲。顯然，當以相反方式切換這些第一和第二半導體開關元件3和4時， 執(zhí)行類似的操作。
由于在上述專利出版物1中描述了關于從驅動單元13施加的DRIVE信 號以及第一和第二半導體開關元件3和4的相應操作模式的詳細操作的解釋， 因此這里省略它們的詳細解釋。
作為圖11所示的電路布置的特征，即使在最高的電源電壓，即用于歐洲
家電的商業(yè)電源電壓(240V)中，施加到第一半導體開關元件3和第二半導 體開關元件4的電壓可以等于DC電源電壓VDC,即240xV^ = 339V。結果 甚至當假設在從間接雷擊和立即停電的恢復操作期間出現(xiàn)的異常情況時，其 經(jīng)受電壓為大約600V的這種低成本開關元件可以用作第一半導體開關元件3 和第二半導體開關元件4。
接下來，圖12顯示在該種倒相器電源電路(即，由電感"L"和電容"C" 構成的串聯(lián)諧振電路)中出現(xiàn)的諧振曲線。
圖12是用于指示在將恒定電壓施加到串聯(lián)諧振電路的情況下的頻率對 電流的圖示。該特性圖的橫坐標指示切換頻率，而其縱坐標顯示流過漏磁變 壓器的主線圈側的電流。
串聯(lián)諧振電路的電阻在諧振頻率"fO"處變?yōu)樽钚?，并且隨著頻率從諧振 頻率"fO"分離，該電阻升高。結果，如該圖所示，當頻率變?yōu)橹C振頻率"fO"
時，電流"n，，變?yōu)樽畲蟆ｋS著將頻率范圍增加到"fi"(至多到"fi")，電流"ir， 被降低。
應該理解，在實際倒相器操作中，使用高于該諧振頻率"fD"的這種從"fl"
到"f3"的頻率范圍(由實線部分"n"指示)。
如將在下面描述的那樣，在使用與非線性負載對應的磁控管的微波爐中，
在要輸入的電源電壓是商業(yè)電源的AC電壓的情況下，響應于電源電壓的相
位改變切換頻率。
雖然使用圖12的諧振曲線以便相對地增加》茲控管施加電壓對商業(yè)電源 電壓的提升比(step up ratio ),但是在位于商業(yè)電源的瞬時電源變?yōu)樽罡唠妷?的接近90度和270度的這類相位中，將相應高頻輸出中的切換頻率設置為最 高切換頻率。
例如，在以200W運轉微波爐的情況下，切換頻率變?yōu)榻咏?f3"的頻率； 在以500W運轉微波爐的情況下，該切換頻率變?yōu)榈陀?fi"的頻率；而在以 IOOOW運轉微波爐的情況下，該切換頻率變?yōu)檫M一步低于"fi"的頻率。
從上述描述中可見，由于控制輸入功率或輸入電流，因此響應于關于商 業(yè)電源的電源、磁控管的溫度等變化而改變該頻率。
另外，在商業(yè)電源的瞬時電壓變?yōu)樽畹碗妷旱慕咏麿度和180度的相位 中，與如果不施加高電壓則不能以高頻振蕩磁控管的磁控管特性相對應，將 切換頻率降低到接近諧振頻率"fO"的頻率，以便升高磁控管施加電壓對于商
業(yè)電源電壓的提升比。因此，拓寬了其中從磁控管產(chǎn)生電磁波的商業(yè)電源電 壓的相位寬度。
應該注意的是，當切換頻率非常接近于諧振頻率"fO"時，引起諸如異常 諧振之類的不穩(wěn)定操作。結果，需要能夠將切換頻率限制到頻率"fl"的最小 頻率限制電路，以便防止上述現(xiàn)象。
如上所述，由于對每個電源相位改變該倒相器操作頻率，因此可以實現(xiàn) 包括大量基本波(商業(yè)電源頻率)分量和少量高次諧波分量的電流波形。
JP-A-2000-58252
Jp-A-2004-638
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題
然而，在上述布置中，揭示了將在下面描述的問題。也就是，由于將切 換頻率在一時間段(在該時間段期間由最小頻率限制電路將切換頻率限制到 頻率"fl")和另一時間段(在該時間段期間釋放切換頻率的限制)之間的邊
界附近快速改變，因此在商業(yè)電源的電流中產(chǎn)生高次失真。
已經(jīng)做出本發(fā)明來降低上述高次失真，因此，具有提供能夠不僅降低低
次失真，還能降^f氐高次失真的倒相器電路的目的。 解決問題的途徑
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的高頻加熱設備，特征在于這樣的磁 控管驅動目的高頻加熱設備包括通過整流商業(yè)電源電壓獲得的DC電壓電 源；由兩個半導體開關元件構成的串聯(lián)電路；通過將漏磁變壓器的主線圈連 接到電容器形成的諧振電路，該串聯(lián)電路并聯(lián)到半導體開關元件之一，并且 該諧振電路并聯(lián)到半導體開關元件之一；驅動裝置，用于驅動相應半導體開 關元件；頻率調制信號產(chǎn)生裝置，用于向驅動裝置提供用于響應于商業(yè)電源 電壓的相位而改變切換頻率的頻率調制信號；最小頻率限制裝置，用于限制 切換頻率的最小頻率；連接到漏磁變壓器的副線圈的整流裝置；和連接到整 流裝置的磁控管，其中，以位于在將切換頻率限制到最小頻率的時間段和將
式布置最小頻率限制裝置。
釆用上述布置，在商業(yè)電源的瞬時電源變?yōu)樽钚‰妷旱慕咏?度和180 度的相位中，不存在切換頻率的突然變化。結果，可以降低高階的電壓高次 諧波失真。 .
本發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的高頻加熱設備，以位于在將切換頻率限制到最小頻率的時
改變的方式布置最小頻率限制電路。結果，由于可以刪除切換頻率的突然變 化，因此可以降低由于該切換頻率的突然變化而發(fā)生的高階的電源高次諧波 失真。


圖1是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例到第四實施例的高頻加熱設備的
磁控管驅動電源電路的電路圖。
圖2是在本發(fā)明第一實施例中采用的振蕩電路的詳細電路圖。
圖3是用于指示在本發(fā)明的第 一實施例中采用的頻率調制信號產(chǎn)生電路
的詳細電^各圖。
圖4是用于表示在本發(fā)明第一實施例中使用的頻率調制波形的圖示。 圖5是用于指示在本發(fā)明的第二實施例中采用的頻率調制信號產(chǎn)生電路 的詳細電路圖。
圖6是用于表示在本發(fā)明第二實施例中使用的頻率調制波形的圖示。 圖7是用于指示在本發(fā)明的第三實施例中采用的頻率調制信號產(chǎn)生電路 的詳細電路圖。
圖8是用于表示在本發(fā)明第四實施例中使用的頻率調制波形的圖示。 圖9是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的高頻加熱設備的磁控管驅動電 源電路的電路圖。
圖10是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第六實施例的高頻加熱設備的磁控管驅動
電源電路的電路圖。
圖11是用于顯示常規(guī)高頻加熱設備的磁控管驅動電源電路的電路圖。 圖12表示在將恒定電壓施加到倒相器諧振電路的情況下的電流對所使
用的頻率特性圖。
附圖標記描述
1 DC電源
2漏f茲變壓器
3第一半導體開關元件
4第二半導體開關元件
5第一電容器
6第二電容器
7第三電容器
11全波電源雙倍整流電路(整流裝置) 12磁控管
14驅動控制電路(驅動裝置)
15頻率調制信號產(chǎn)生電路
16振蕩電路
17時滯產(chǎn)生電路
18開關元件驅動電路
19輸入恒定控制電路
具體實施例方式
第一發(fā)明特征在于，磁控管驅動目的高頻加熱設備包括通過整流商業(yè) 電源電壓獲得的DC電壓電源；由兩個半導體開關元件構成的串聯(lián)電路；通 過將漏磁變壓器的主線圈連接到電容器形成的諧振電路，該串聯(lián)電路并聯(lián)到 DC電壓電源，并且該諧振電路并聯(lián)到半導體開關元件之一；驅動裝置，用于 驅動相應半導體開關元件；頻率調制信號產(chǎn)生裝置，用于向驅動裝置提供用 于響應于商業(yè)電源電壓的相位改變切換頻率的頻率調制信號；最小頻率限制 裝置，用于限制切換頻率的最小頻率；連接到漏磁變壓器的副線圏的整流裝 置；和連接到整流裝置的磁控管，其中以位于在將切換頻率限制到最小頻率
滑地改變的方式布置最小頻率限制裝置。由于刪除了切換頻率的突然變化， 因此可以降低由于頻率突然變化而產(chǎn)生的高階的電源高次諧波失真。
第二發(fā)明特征在于，磁控管驅動目的高頻加熱設備包括通過整流商業(yè) 電源電壓獲得的DC電壓電源；分別由兩個半導體開關元件構成的兩組串聯(lián)
電路；通過將漏磁變壓器的主線圈連接到電容器形成的諧振電路，兩組串聯(lián) 電路分別并聯(lián)到DC電壓電源，并且該諧振電路的一端連接到兩個串聯(lián)電路 之一的中心點，而諧振電路的另一端連接到另一串聯(lián)電路的中心點；驅動裝
置，用于驅動相應半導體開關元件；頻率調制信號產(chǎn)生裝置，用于向驅動裝 置提供用于響應于商業(yè)電源電壓的相位改變切換頻率的頻率調制信號；最小 頻率限制裝置，用于限制切換頻率的最小頻率；連接到漏磁變壓器的副線圈 的整流裝置；和連接到整流裝置的磁控管，其中以位于在將切換頻率限制到 最小頻率的時間段和將切換頻率的限制釋放的時間段之間的邊界附近的切換 頻率被平滑地改變的方式布置最小頻率限制裝置。由于刪除了切換頻率的突 然變化，因此可以降低由于頻率突然變化而產(chǎn)生的高階的電源高次諧波失真。 第三發(fā)明特征在于磁控管驅動目的高頻加熱設備包括通過整流商業(yè) 電源電壓獲得的DC電壓電源；由兩個半導體開關元件構成的串聯(lián)電路；通 過將漏》茲變壓器的主線圏連接到電容器形成的諧振電路，該串聯(lián)電路并聯(lián)到 DC電源，在AC等效電路中，諧振電路的一端連接到串聯(lián)電路的中心點，而 諧振電路的另一端連接到DC電壓電源的一端；驅動裝置，用于驅動相應半 導體開關元件；頻率調制信號產(chǎn)生裝置，用于向驅動裝置提供用于響應于商 業(yè)電源電壓的相位改變切換頻率的頻率調制信號；最小頻率限制裝置，用于 限制切換頻率的最小頻率；連接到漏磁變壓器的副線圈的整流裝置；和連接 到整流裝置的磁控管；其中以位于在將切換頻率限制到最小頻率的時間段
的方式布置最小頻率限制裝置。由于刪除切換頻率的突然變化，因此可以降 低由于頻率突然變化而產(chǎn)生的高階的電源高次諧波失真。
第四發(fā)明特征在于，更具體地，在第一到第三發(fā)明的任意一個的高頻加 熱設備中，可以由頻率調制波形表示頻率調制信號；和最小頻率限制裝置具 有第 一限制功能和第二限制功能中的至少 一個，該第二限制功能限制低于或 等于最小頻率的頻率，第一限制功能通過逐漸增加感應度來限制頻率調制波 形從高于最低頻率的頻率向其較低頻率的變化。
第五發(fā)明特征在于，更具體地，在第一到第三發(fā)明的任意一個的高頻加 熱設備中，可以由頻率調制波形表示頻率調制信號；和最小頻率限制裝置具 有第一限制功能和第二限制功能中的至少一個，該第二限制功能限制低于或
等于最小頻率的頻率來以非常小的方式改變，第一限制功能通過逐漸增加感
應度來限制頻率調制波形從高于最低頻率的頻率向其較低頻率的變化。
第六發(fā)明特征在于，更具體地，在第四發(fā)明或第五發(fā)明的高頻加熱設備
中，第一限制功能通過采用由電壓對電流特性表示的PN結(PNjunction )的 電阻值變化來改變感應度。
第七發(fā)明特征在于，更具體地，在第四發(fā)明或第五發(fā)明的高頻加熱設備 中，第二限制功能通過采用由電壓對電流特性表示的PN結的電阻值變化來 以非常小的方式改變感應度。
第八發(fā)明特征在于，更具體地，在第四發(fā)明或第五發(fā)明的高頻加熱設備 中，基于商業(yè)電源的整流波形形成頻率調制波形。
第九發(fā)明特征在于，更具體地，在第一到第三發(fā)明的任意一個的高頻加 熱設備中，最小頻率不依賴于商業(yè)電源的電壓，而是設置到固定值。
第十發(fā)明特征在于，更具體地，在第一到第三發(fā)明的任意一個的高頻加 熱設備中，依賴于商業(yè)電源的電壓改變最小頻率。
現(xiàn)在參照附圖，將描述本發(fā)明的各種實施例。應該理解本發(fā)明不限于以 上實施例。
(實施例1 )
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的高頻加熱設備的^茲控管驅動電源電路 的電路圖。在倒相器電路中，通過采用DC電源1、漏》茲變壓器2、第一半導 體開關元件3、第一電容器(緩沖電容器)5、第二電容器(諧振電容器)6、 第三電容器(平滑電容器)7、第二半導體開關元件4、驅動電路14、全波電 源雙倍整流電路11和磁控管12構成其主電路。由于除驅動電路14之外的上 述主電路的布置與圖11的那些相同，因此省略其解釋。
在用于驅動第一和第二半導體開關元件3和4的驅動電路14中，首先， 由頻率調制信號產(chǎn)生電路15通過采用已經(jīng)由電阻器根據(jù)商業(yè)電源的電源劃 分過的波形形成頻率調制波形。此外，頻率調制信號產(chǎn)生電路15接收從功率 控制電路19提供的信號，然后如上所述控制所接收到的信號來變?yōu)樗谕?高頻功率(200W、 600W等)。
接下來，根據(jù)由頻率調制信號產(chǎn)生電路15產(chǎn)生的頻率調制波形，振蕩電 路16振蕩切換頻率信號，同時由時滯產(chǎn)生電路17根據(jù)切換頻率信號確定所 期望的時滯。然后，由開關元件驅動電路18響應于切換頻率信號和所期望的 時滯信號二者來產(chǎn)生矩形波信號，然后將這些矩形波信號施加到第一半導體
開關元件3的柵極和第二半導體開關元件4的柵極。
圖2是振蕩電路16的詳細電路圖。將比較器164的輸出和比較器165 的輸出分別輸入到SR觸發(fā)器166的S端和R端?；赟R觸發(fā)器166的非Q 端的輸出極性切換對電容器163的充電和放電操作。當非Q端的輸出極性變 為"Hi"時，由電流"116"充電電容器163，而當非Q端的輸出極性變?yōu)?Lo" 時，由電流"117"放電電容器163。此外，當電容器163的電勢超過"VI" 時，通過接收比較器164的輸出"Hi"將SR觸發(fā)器166的非Q端設置為"Lo"， 而當電容器163的電勢變?yōu)榈陀?V2"時，通過接收比較器165的輸出"Hi" 將SR觸發(fā)器166的非Q端設置為"Hi"。
由于以上述電路配置布置振蕩電路16，因此電容器163的電勢變?yōu)槿?波，然后，將該三角波傳送到開關元件驅動電路18。
此外，根據(jù)從頻率調制信號產(chǎn)生電路15產(chǎn)生的頻率調制信號，由電容器 161和電容器162的并聯(lián)組合電阻來確定關于電容器163的充電電流I16和放 電電流I17。將這些電阻器161和162連接到圖2的MOD端。響應于充電和 放電電流I16和I17的幅度來改變三角波的斜度。結果，根據(jù)充電電流I16和 ;汶電電流117的幅度確定切換頻率。
圖3是圖1所示的頻率調制信號產(chǎn)生電路的詳細電路圖的示例。雖然第 二限制功能依賴于根據(jù)在整流商業(yè)電源的電壓之后獲得的分壓波形施加到電 阻器151和152的固定電壓"V2",但是第二限制電路可以工作，使得限制 最小頻率(權利要求4、 8、 9)。
此外，第一限制功能可以與第二限制功能同時工作(權利要求4和5)。 第一限制功能通過逐漸增加感應度來限制上述頻率調制波形從這樣的頻率 (在圖3中，使用用于添加關于固定電壓V2的二極管158的前向電壓的偏 壓的電壓V1)向較低頻率的變化。首先描述的頻率高于最小頻率預定值。
圖4表示此時的頻率調制波形。根據(jù)通過整流商業(yè)電源電壓(由虛線指 示)獲得的分壓的波形，在固定電壓V2 (由實線表示)給定較低限制(即， 較低限制等效于最低頻率)。另外，從電壓VI向固定電壓V2的電壓波形的 斜度逐漸變得平緩，使得在最小頻率附近的波形變化變得平滑，因此可以抑 制頻率的突然變化。
應該注意的是，雖然高于固定電壓V2并且與通過整流商業(yè)電源電壓獲 流波形的失真，但是由于該失真減少與本發(fā)明的主要目的不同，因此省略其 詳細描述。
(實施例2)
圖5指示在本發(fā)明的第二實施例的磁控管驅動倒相器電路中采用的頻率 調制信號產(chǎn)生電路，其與上述第一實施例的不同之處在于新提供電阻器155。 根據(jù)該實施例，通過在低于或等于固定電壓V2中，由于從V2分離該頻率， 因此可以通過逐漸地增加感應度來限制頻率調制波形的變化來實現(xiàn)第二限制 功能(權利要求5)。
圖6顯示第二實施例的頻率調制波形。與第一實施例類似，在最低頻率 附近的波形變化變得平滑，使得可以抑制頻率的突然變化。 (實施例3 )
圖7指示在本發(fā)明的第三實施例中采用的頻率調制信號產(chǎn)生電路，其與 上述第一實施例的不同之處在于在第一限制電路中提供晶體管159。
根據(jù)該第三實施例，電壓對電流特性指示的PN結的電阻值變化由電阻 器159采用為第 一限制功能(權利要求6 )。
當PN結的電勢差升高時，該PN結的電阻值降低。結果，由于通過整流 商業(yè)電源電壓獲得的分壓波形的電勢變得低于電壓VI且從該電壓B1分離， 因此第一限制功能的感應度升高，使得平滑地改變低于或等于VI的波形。
此外，雖然提供多組第一限制功能，但是改變所設置的電勢及其限制度。 結果，可以獲得其頻率變化更加平滑的頻率調制波形。 (實施例4 )
圖8是本發(fā)明第四實施例的頻率調制信號產(chǎn)生電路的部分詳細圖示，其 中在第二限制功能中采用由電壓對電流特性指示的PN結的經(jīng)改變的電阻值 (權利要求7 )。
在頻率調制波形變得低于固定電壓V2的頻率調制波形的電勢的部分中， 由于與第一限制功能組合地添加第二限制功能，因此以非常小的方式改變其 感應度，進而頻率變化變得很小。
此外，由于不固定最小頻率限制，而是關于電壓變化是可變的，因此可 以根據(jù)商業(yè)電源電壓信息升高/降低最小頻率限制(權利要求10)。
由于采用該電路配置，因此甚至在相應電源電壓中，可以實現(xiàn)能夠抑制 高次諧波分量產(chǎn)生的最佳頻率調制波形的形成。
(實施例5 )
圖9是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的磁控管驅動電源電路的布置的 電路圖。
在第一實施例中，如圖1所示，由兩個半導體開關元件3和4構成的串 聯(lián)電路并聯(lián)到通過整流商業(yè)電源電壓而獲得的DC電壓電源；而通過將漏i茲 變壓器2的主線圈連接到電容器6而形成的諧振電路并聯(lián)到半導體開關元件 3和4之一。在第五實施例中，如圖9所示，其每組都由兩個半導體開關元 件組成的兩組串聯(lián)電路(即，由半導體開關元件3和4組成的串耳關電路以及 由半導體開關元件31和41組成的串聯(lián)電路)并聯(lián)到通過整流商業(yè)電源電壓 而獲得的DC電壓電源；而通過將漏磁變壓器2的主線圈8連接到電容器6 形成的諧振電路連接到一個串聯(lián)電路的中心點，并且諧振電路的另一端連接 到另一串聯(lián)電路的中心點。與上述第一實施例類似，在該第五實施例中，以 位于在將切換頻率限制到最小頻率的時間段和將切換頻率的限制釋放的時間 段之間的邊界附近的切換頻率被平滑地改變的方式布置最小頻率限制裝置。 結果，可以抑制高階的高次諧波電流(權利要求2)。 (實施例6)
圖10是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第六實施例的磁控管驅動電源電路的布置 的電路圖。在第六實施例中，由兩個半導體開關元件3和4構成的串聯(lián)電路 并聯(lián)到通過整流商業(yè)電源電壓而獲得的DC電壓電源；而通過將漏石茲變壓器2 的主線圈連接到電容器61和62形成的諧振電路的一端連接到AC等效電路 中的串聯(lián)電路的中心點，而諧振電路的另一端連接到DC電壓電源的一端。 與上述第一實施例類似，在該第六實施例中，以位于在將切換頻率限制到最
率被平滑地改變的方式布置最小頻率限制裝置。結果，可以抑制高階的高次 諧波電流(權利要求3)。
由于除了驅動電路之外，將第五實施例和第六實施例的磁控管驅動電源 電路與第 一實施例相同地布置，因此如在第二到第四實施例中所解釋的那樣 構成最小頻率限制裝置，使得可以實現(xiàn)與第一實施例的效果類似的效果(權 利要求4到9 )。
雖然已經(jīng)參照特定實施例詳細描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員可以 在不背離本發(fā)明的技術范圍和宗旨的情況下對本發(fā)明構思進行各種方式的修
改和改變。
基于在2005年1月18日提交的日本專利申請No.2005 - 009849做出本 發(fā)明，通過引用將其內容合并在此。 工業(yè)適用性
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的高頻加熱設備中，在商業(yè)電源的瞬時電壓變 為最低電壓的接近O度和180度的相位中不存在切換頻率的突然變化。結果 可以減少高階的電源高次諧波失真，使得可以將高頻加熱設備應用到各種倒 相器電路。
權利要求
1.一種磁控管驅動目的高頻加熱設備，包括通過整流商業(yè)電源電壓獲得的DC電壓電源；由兩個半導體開關元件構成的串聯(lián)電路；通過將漏磁變壓器的主線圈連接到電容器形成的諧振電路，所述串聯(lián)電路并聯(lián)到所述DC電壓電源，并且所述諧振電路并聯(lián)到所述半導體開關元件之一；驅動裝置，用于驅動所述相應半導體開關元件；頻率調制信號產(chǎn)生裝置，用于向所述驅動裝置提供用于響應于商業(yè)電源電壓的相位而改變切換頻率的頻率調制信號；最小頻率限制裝置，用于限制所述切換頻率的最小頻率；連接到所述漏磁變壓器的副線圈的整流裝置；和連接到所述整流裝置的磁控管；其中以位于在將所述切換頻率限制到最小頻率的時間段和將所述切換頻率的限制釋放的時間段之間的邊界附近的切換頻率被平滑地改變的方式布置所述最小頻率限制裝置。
2. —種磁控管驅動目的高頻加熱設備包括 通過整流商業(yè)電源電壓獲得的DC電壓電源； 分別由兩個半導體開關元件構成的兩組串聯(lián)電路； 通過將漏磁變壓器的主線圈連接到電容器形成的諧振電路，兩組所述串聯(lián)電路分別并聯(lián)到所述DC電壓電源，并且所述諧振電路的一端連接到所述 兩個串聯(lián)電路之一的中心點，而所述諧振電路的另一端連接到另一串聯(lián)電路 的中心點；驅動裝置，用于驅動所述相應半導體開關元件； 頻率調制信號產(chǎn)生裝置，用于向所述驅動裝置提供用于響應于商業(yè)電源電壓的相位而改變切換頻率的頻率調制信號；最小頻率限制裝置，用于限制所述切換頻率的最小頻率； 連接到所述漏磁變壓器的副線圈的整流裝置；和 連接到所述整流裝置的磁控管，其中以位于在將所述切換頻率限制到最小頻率的時間段和將所述切換頻 最小頻率限制裝置。
3. —種磁控管驅動目的高頻加熱設備包括 通過整流商業(yè)電源電壓獲得的DC電壓電源； 由兩個半導體開關元件構成的串聯(lián)電路；通過將漏磁變壓器的主線圈連接到電容器形成的諧振電路，所述串聯(lián)電 路并聯(lián)到所述DC電壓電源，在AC等效電路中，所述諧振電路的一端連接 到所述串聯(lián)電路的中心點，而所述諧振電路的另一端連接到所述DC電壓電 源的一端；驅動裝置，用于驅動所述相應半導體開關元件；頻率調制信號產(chǎn)生裝置，用于向所述驅動裝置提供用于響應于商業(yè)電源 電壓的相位而改變切換頻率的頻率調制信號；最小頻率限制裝置，用于限制所述切換頻率的最小頻率； 連接到所述漏磁變壓器的副線圈的整流裝置；和 連接到所述整流裝置的磁控管，其中以位于在將所述切換頻率限制到最小頻率的時間段和將所述切換頻所述最小頻率限制裝置。
4. 如權利要求1到3中任意一個所述的磁控管驅動目的高頻加熱設備， 其中可以由頻率調制波形的形狀表示所述頻率調制信號；和所述最小頻率限制裝置具有第 一 限制功能和第二限制功能中的至少一 個，該第二限制功能限制低于或等于所述最小頻率的頻率，所述第一限制功 能通過逐漸增加感應度來限制所述頻率調制波形從高于所述最低頻率的頻率 向其較低頻率的變化。
5. 如權利要求1到3中任意一個所述的磁控管驅動目的高頻加熱設備， 其中可以由頻率調制波形表示所述頻率調制信號；和所述最小頻率限制裝置具有第 一限制功能和第二限制功能中的至少一 個，該第二限制功能限制低于或等于所述最小頻率的頻率來以非常小的方式 改變，所述第一限制功能通過逐漸增加感應度來限制所述頻率調制波形從高 于所述最低頻率的頻率向其較低頻率的變化。
6. 如權利要求4或5所述的磁控管驅動目的高頻加熱設備，其中所述第 一限制功能通過采用由電壓對電流特性表示的PN結的電阻值變化來改變感 應度。
7. 如權利要求4或5所述的磁控管驅動目的高頻加熱設備，其中所述第 二限制功能通過采用由電壓對電流特性表示的PN結的電阻值變化來以非常 小的方式改變感應度。
8. 如權利要求4或5所述的磁控管驅動目的高頻加熱設備，其中基于商 業(yè)電源的整流波形形成所述頻率調制波形。
9. 如權利要求1到3中任意一個所述的磁控管驅動目的高頻加熱設備， 其中所述最小頻率不依賴于商業(yè)電源的電壓，而是設置到固定值。
10. 如權利要求1到3中任意一個所述的磁控管驅動目的高頻加熱設備， 其中依賴于商業(yè)電源的電壓改變所述最小頻率。
全文摘要
提供用于驅動諸如微波爐之類的磁控管的高頻加熱電源和用于降低在商業(yè)電源的瞬時電壓為最低的0度和180度的相位處引起的高階的電源諧波失真的方法。當高頻加熱電源提供用于驅動第一和第二半導體開關元件(3、4)的信號時，高頻加熱電源通過平滑地改變在將商業(yè)電源的瞬時電壓為最低的約為0和180度的相位處的最低切換頻率限制到f1的時間段和取消該限制的時間段之間的邊界附近的切換頻率，即通過消除切換頻率的急劇變化，以抑制高階電源諧波失真。
文檔編號H05B6/68GK101107883SQ20068000255
公開日2008年1月16日 申請日期2006年1月18日 優(yōu)先權日2005年1月18日
發(fā)明者城川信夫, 守屋英明, 木下學, 末永治雄, 酒井伸一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社