[发明专利]高频电介加热的功率控制方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及例如使用磁控管(magnetron)的微波炉中采用的高频电介加热，并且本发明更具体地涉及高频电介加热，其不受磁控管特性、磁控管种类、以及磁控管的阳极温度变化的变化影响。

背景技术

通常，在高频电介加热设备中，要提供给磁控管的功率由转换器(inverter)控制电路的输出脉冲宽度控制。根据传统设备的结构，随着信号叠加装置的输出电压增长，转换器控制电路的输出脉冲宽度加宽，并且要提供给磁控管的功率增加。根据该结构，通过改变信号叠加装置的输出电压，磁控管的加热输出可连续变化。

此外，由于加热器还作用为磁控管的阳极，所以用于向磁控管供电的转换器也向加热器供电。因此，根据要提供给磁控管的功率的变化，要提供给加热器的功率也变化。由此，当加热器的温度维持在合适的范围内时，磁控管的加热输出可以仅在很小范围内变化，这使得不能连续变化加热输出。

作为解决该问题的控制系统，已知高频加热设备中采用的控制系统，其在日本专利公开Hei-7-136375中公开。现在说明图11的执行该控制系统的高频加热设备的解释图。在图11中，该加热控制系统包括：磁控管701；转换器703，其不仅向高压整流器电路702供应高压电，而且还向磁控管701的加热器715供电，所述高压整流器电路702用来向磁控管701供应次级绕组功率；转换器电路705，其整流交流电供电704，将其变换成给定频率的交流电，并且将交流电提供给转换器703；功率检测装置706，用于检测转换器电路705的输入功率或输出功率；输出设置部分707，用于输出对应于期望的加热输出设置的输出设置信号；功率控制部分708，其将功率检测装置706的输出与输出设置信号相比较，并且控制功率控制信号的直流电平，使得它提供期望的加热输出；信号产生检测装置719，其中当功率检测装置706的输出等于或大于基准电压产生装置718的输出电平时，其输出(即信号产生检测信号)从LO转变成HI；比较电压产生电路716，用于产生对应于输出设置信号的电压；波形成形电路721，用于成形不仅波形成形信号，而且成形整流器电路710的输出，所述波形成形信号通过利用电平变换电路720比较输出设置信号获得，所述整流器电路710的输出用来基于上述的波形成形信号和上述的信号产生检测信号，整流交流电供电704的电压；比较电路711，其将波形成形电路721的输出信号与比较电压产生电路716的输出相比较，并且当前者较小时输出比较基准电压，而当前者较大时反向放大它；信号叠加装置712，其在上述的功率控制信号上叠加表示比较电路711的输出变化的信号，并且输出脉冲宽度控制信号；振荡器电路713；以及转换器控制电路714，其利用上述的脉冲宽度控制信号，脉宽调制该振荡器电路713的输出，并且利用由此得到的经调制的输出驱动转换器电路5。

根据上述的高频加热设备，要供应给磁控管701的功率根据转换器控制电路714的输出脉冲的宽度来控制。随着信号叠加装置712的输出电压增长，转换器控制电路714的输出脉冲的宽度加宽，并且要供应给磁控管701的功率增加。在该设备中，通过连续变化信号叠加装置712的输出电压，磁控管701的加热输出可连续变化。

根据该结构，交流电电源704的整流电压被输入并且根据波形成形电路721的输出设置来成形，所述波形成形电路72将由此成形的电压输出到比较电路711。波形成形电路721的输出由比较电路711反向放大，所述比较电路711将比较电压产生电路716的电压作为参考电压，所述比较电压产生电路716产生对应于加热输出设置信号的电平的基准信号，并且该反向放大的信号和功率控制部分708的输出彼此叠加。因此，当加热输出设置为低时，在交流电电源704的最大振幅附近的上述的脉冲宽度控制信号的电平(信号叠加装置712的输出信号)进一步降低，而磁控管非振荡部分中的其电平进一步增加，由此扩展每一电源周期磁控管的振荡周期。由此，要供应给加热器的功率增加。此外，当加热输出设置为高时，转换器电路5的输入电流波形在包络峰值附近向上凸出(project)，并且提供趋近正弦波的整流波形的波形，由此能够抑制谐波电流。

以这种方式，脉冲宽度控制信号由波形成形电路721控制，使得对于低输出时间能够输入大量的加热器电流，而对于高输出时间能够减少电源电流谐波。换句话说，电源电流谐波能够被抑制，并且加热器电流的变化能够被减小，由此能够实现高可靠性的高频加热设备。