[发明专利]高频加热装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种涉及通过使用磁控电子管(magnetron)的装置(例如，微波炉)来进行高频加热的技术，具体地，涉及防止对操作该装置的人的电击的技术。

背景技术

图7是相关技术的高频加热装置(磁控电子管)(参考专利参考文献1)的图。在图7中，通过包括用于整流AC波形的全波的二极管桥134、以及由扼流圈119和平滑电容器120形成的低通滤波器的整流器滤波器101，商业电源113的AC功率被整形为单向功率(unilateral power)。通过反相器102将单向功率转换为20到50kHz的高频功率，所述反相器102包括：谐振电路，其通过谐振电容器121和变压器107的电感分量构成储能电路；以及开关元件，如串联连接到该谐振电路的功率晶体管125和飞轮二极管(flywheeldiode)122。通过升压变压器107升压在升压变压器107的初级侧上生成的高频功率，来生成在次级侧上的高压高频功率。连接到升压变压器107的次级侧的电路是由高压电容器126和高压二极管127组成的半波倍压器整流系统的高压电路104。高压电路104跨越磁控电子管106的阳极和阴极施加高DC电压(例如，-4kV)。将功率从升压变压器107的另一个次级配线128提供到磁控电子管106的加热器，从而加热阴极，并使电子到达阳极。这将微波能量辐射到要在炉膛中被加热的物体上。

从控制面板108接收设置输出命令的Vref信号的反相器控制电路103使用PWM控制来改变开关元件的功率晶体管125的通/断，以控制对次级侧的电功率的提供，从而控制从磁控电子管输出的微波的强度。通过将多个组件排列在印刷电路板上，在作为单个单元的反相器电路板105中形成由虚线环绕的框101、102、103和104。反相器电路板105和外围组件之间的接口被耦接在连接部分CN1到CN4(附图标记109-112)。

对于在反相器控制电路103和PWM控制中的操作，高压电路104的接地(earth)通过由电阻器组和连接部分109组成的阳极电流电阻器135，而连接到底盘电位。磁控电子管106的阳极电流流过其中。跨越磁控电子管106的阳极和阴极施加的阳极电流和电压的积是输入到磁控电子管106的功率。通过该配置，一旦检测到在阳极电流读出电阻器135中的压降Via，便有可能测量阳极电流的值。因此，可能使用低成本的固定电阻器而不使用昂贵的绝缘型变流器来将电流转换为电压，从而实现极为经济的电流检测器。

几百毫安的阳极电流流过读出电阻器135。应当确定并联连接的多个电阻器(例如，电阻器142到144)和常数，使得电阻器的功率损失将降到额定以内，并且，所生成的电压将通过后级中的电路而被容易地操纵。将由阳极电流读出电阻器135检测的Via信号输入到负反馈控制器136。计算与控制面板108的Vref信号的偏差，并且，进行负反馈放大，以经由驱动控制放大器电路168控制反相器102的PWM输出，由此执行磁控电子管106的负反馈控制，并进行控制以保持阳极电流恒定(参考专利参考文献1)。

但是，通过图7中所示的有关技术磁控电子管驱动电源，在其中由于一些原因(例如由于额外电磁波能量的中断、严重的环境和故障组件的混合下的中断)读出电阻器135处于断开模式(接地浮动的情况)的应当发生故障的情况下，也可通过用户手动操作将倍压器整流器电路104中的-4kV高压等导入控制面板108，因此，引起用户被电击的风险。作为避免该风险的手段，图8中所示的高频加热装置布置与用于检测磁控电子管的阳极电流的读出电阻器216并联的保护电容器219。保护电容器219被设计为在读出电阻器216处于断开模式下时，具有比高压电容器212或穿透电容器(through-capacitor)(未示出)的电容值大的电容值。通过保护电容器219的操作，由高压电容器212、穿透电阻器和保护电容器219划分高压，并且，保护电容器219被保持在低压值或在接近0电位的低电位上，其提供安全性。即使出现读出电阻器216断开故障，这也防止控制面板电路板218浮动在高压，因此确保了安全配置。

虽然已经描述了半波倍压器整流器电路，但是通过完全相同的配置还可能向全波电压倍压器整流器电路的提供安全性。(参考专利参考文献2)。