[發明專利]高頻加熱設備

有效

• 申請號: 200680002551.5
• 申請日: 2006-01-18
• 公開（公告）號: CN101107883A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 末永治雄;守屋英明;酒井伸一;城川信夫;木下學
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H05B6/68
• 分類號: H05B6/68
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 黃小臨;郭定輝

技術領域

本發明涉及諸如微波爐之類的使用磁控管的高頻加熱設備。更具體地，本發明涉及用于抑制被提供到磁控管驅動電源的商業電源電流的高次諧波失真的控制系統。

背景技術

由于安裝在高頻加熱設備上的常規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，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被抑制。

已經提出了用于抑制高次諧波電流的各種控制系統(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(full?wave?voltage?doubler?rectifying?circuit)11和磁控管12布置磁控管驅動電源。

DC電源1以全波整流方式對商業電源的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構成的串聯電路。已經將第一半導體開關元件3串聯到第二半導體開關元件4，并且已經將由漏磁變壓器2的主線圈8和第二電容器6構成的串聯電路并聯到第二半導體開關元件4。

將第一電容器5并聯到第二半導體開關元件4，并且具有能夠抑制在執行切換操作時產生的沖流(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已經將電流提供到磁控管12的陰極。

已經由IGBT和與IGBT并聯的飛輪二極管(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。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240×＝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的異常情況時，其經受電壓為大約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。