專利名稱：用于高頻介質(zhì)加熱功率的功率控制單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用磁控管的高頻介質(zhì)加熱功率控制，特別是不受磁控管的特性變 化、磁控管類型，或磁控管的陽(yáng)極溫度等的差異影響的高頻介質(zhì)加熱。
背景技術(shù)：
迄今為止，安裝在高頻加熱設(shè)備中的電源變得巨大且笨重，因此，存在對(duì)電源進(jìn)行 小型化和縮減重量的要求。因此，在當(dāng)前的各種領(lǐng)域中，積極地進(jìn)行通過(guò)切換電源而達(dá)到小 型化、縮減重量、成本減少。在用于通過(guò)磁控管中產(chǎn)生的微波烹制食物的高頻加熱設(shè)備中， 需要對(duì)驅(qū)動(dòng)磁控管的電源小型化和縮減重量，且通過(guò)可開(kāi)關(guān)逆變器完成。具體地，本發(fā)明所針對(duì)的高頻逆變器是橋式諧振型電路，其使用一對(duì)或兩對(duì)橋臂， 每個(gè)橋臂由串聯(lián)連接的兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件組成(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。上面所提到的切換仍舊包含這樣的問(wèn)題結(jié)合圖63中VAK(陽(yáng)極陰極電壓)-Ib特 性指示的該磁控管是非線性負(fù)載的事實(shí)，提供給磁控管驅(qū)動(dòng)電源的商用電源的電流波形變 為大量包含諧波成分的波形。另一方面，隨著磁控管驅(qū)動(dòng)電源的功耗的增加、以滿足減少微波爐的烹制時(shí)間的 需要，諧波成分的絕對(duì)值變得更高，并且，其使得抑制電源諧波電流變得更加困難。建議了用于抑制諧波電流的各種控制方法(例如，參考專利文獻(xiàn)2)。圖62顯示了高頻加熱設(shè)備的磁控管驅(qū)動(dòng)電源(逆變器電源)的示例。該高頻加 熱設(shè)備包括直流電源601、磁漏變壓器602、第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件603、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 604、第一電容器605 (緩沖電容器)、第二電容器606 (諧振電容器)、第三電容器607 (平滑 電容器)、驅(qū)動(dòng)部分613、全波倍壓整流器611和磁控管612。該直流電源601全波整流商用電源，且向第二電容器606和磁漏變壓器602的初 級(jí)繞組608的串聯(lián)電路施加直流電壓VDC。該第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件603和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件604串聯(lián)連接，且將磁漏變壓器602的初級(jí)繞組608和第二電容器606的串連電路(諧 振電路)與第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件604并聯(lián)連接。該第一電容器605與第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件604并聯(lián)連接，且具有像緩沖器 (snubber)那樣的角色，以抑制切換中出現(xiàn)的涌入電流(電壓)。由倍壓整流器611將磁漏 變壓器602的次級(jí)繞組609中出現(xiàn)的交流高壓輸出轉(zhuǎn)換為直流高壓，且將該電壓施加到磁 控管612的陽(yáng)極與陰極之間。磁漏變壓器602的三級(jí)繞組610向磁控管612的陰極提供電流。第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件603和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件604中的每一個(gè)由IGBT和與其并聯(lián)連接的飛輪(fly-wheeling) 二極管。當(dāng)然，第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件603、604并不 限于該類型，并且，也可以使用半導(dǎo)體閘流管、GTO開(kāi)關(guān)元件等。
驅(qū)動(dòng)部分613包含振蕩部分，用于產(chǎn)生第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件603和第二半導(dǎo)體開(kāi) 關(guān)元件604的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，且該振蕩部分產(chǎn)生預(yù)定頻率的方波，并且向第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 603和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件604提供DRIVE (驅(qū)動(dòng))信號(hào)。僅在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件603或 第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件604關(guān)斷之后，跨越另一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的電壓才是高的，因此，如果 在該時(shí)間點(diǎn)關(guān)斷該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，則將流過(guò)形狀像長(zhǎng)釘一樣的過(guò)流，并出現(xiàn)不必要的損 失和噪聲。然而，提供了空載時(shí)間(dead time)，因此延遲關(guān)斷該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，直到跨越該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的電壓減小到大約0伏，使得可以防止不必要的損失和噪聲。當(dāng)然，在相 反的切換操作時(shí)，也執(zhí)行相似的操作。在專利文獻(xiàn)1中描述了由驅(qū)動(dòng)部分613給出的DRIVE信號(hào)的詳細(xì)操作、以及在每 個(gè)操作模式中的所述兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的詳細(xì)操作，因此將不再討論。作為圖62中的電路結(jié)構(gòu)的特征，施加到第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件603、第二半導(dǎo)體開(kāi) 關(guān)元件604的電壓等于直流電源電壓VDC，也就是說(shuō)，甚至在家用電源的最高電壓的歐洲 240伏下的= 伏。因此，如果假設(shè)是處于在從間接雷擊、瞬時(shí)電力中斷等中恢復(fù) 時(shí)的異常時(shí)間中，則可以使用具有耐受電壓大約為600伏的便宜的元件，作為第一半導(dǎo)體 開(kāi)關(guān)元件603和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件604。下面，圖65顯示此種逆變器電源電路中的諧振特性(由電感L和電容C構(gòu)成的串 聯(lián)諧振電路)。圖65顯示當(dāng)施加給定電壓時(shí)的頻率_電流特性的圖；橫軸對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)頻率，而豎 軸對(duì)應(yīng)于流入磁漏變壓器的初級(jí)側(cè)的電流。在諧振頻率f0處，串連諧振電路的阻抗變?yōu)樽钚?，且隨著其遠(yuǎn)離諧振頻率而增 力口。因此，如該圖所示，在諧振頻率fO處，電流Il變?yōu)樽畲?，且隨著頻率范圍由fl到f3變 高而減小。在實(shí)際的逆變器操作中，使用高于諧振頻率fO的從fl到f3的頻率范圍(實(shí)線部 分II)，此外，如果輸入電源是像商用電源那樣的交流，則開(kāi)關(guān)頻率響應(yīng)于商用電源的相位 而改變，以符合隨后描述的磁控管的非線性負(fù)載特性。使用圖65中的諧振特性，對(duì)于相對(duì)不太需要磁控管施加電壓對(duì)商用電源電壓的 升壓比的商用電源的瞬時(shí)電壓變?yōu)樽罡叩?、接?0度和270度的相位中，在高頻輸出中，將 開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置為最高。例如，為了在200W下使用微波爐，頻率變?yōu)榻咏黤3，為了在500W下使用微波爐，頻 率變得更低，為了在1000W下使用微波爐，頻率將將進(jìn)一步變低。當(dāng)然，由于控制了輸入功率、輸入電流等，所以，頻率隨著商用電源電壓、磁控管溫 度等的變化而改變。在商用電源的瞬時(shí)電壓變?yōu)樽畹偷?度和180度附近的相位中，所述開(kāi)關(guān)頻率被 降低到諧振頻率fO附近，磁控管施加的電壓對(duì)商用電源電壓的升壓比(boosting ratio) 增加，且加寬用于從磁控管發(fā)射無(wú)線電波的商用電源的相位寬度，以符合除非施加高壓否 則不執(zhí)行高頻振蕩的磁控管的特性。因此，對(duì)于每個(gè)電源相位而改變逆變器操作頻率，因此，可以實(shí)現(xiàn)包含大量基波(商用電源頻率)成分和包含少量諧振成分的電流波形。然而，磁控管的非線性特性隨著磁控管的類型而改變，且也由于磁控管溫度和微波爐中所加熱的物質(zhì)(負(fù)載)而波動(dòng)。圖63A到63C是磁控管的陽(yáng)極陰極施加電壓-陽(yáng)極電流特性圖；圖63A是顯示基 于磁控管類型的差異的圖；圖63B是顯示基于與磁控管饋電匹配好或差的差異的圖；且圖 63D是顯示基于磁控管溫度的差異的圖。在圖63A到63C中，豎軸是陽(yáng)極到陰極電壓，而橫軸是陽(yáng)極電流。在圖63A中，A、B和C是三種類型的磁控管的特性圖；對(duì)于磁控管A，直到VAK變 為VAKl ( = ebm)之前，只有IAl或更小的輕微電流流入。然而，當(dāng)VAK超過(guò)VAKl時(shí)，電流 IA迅速開(kāi)始增加。在該區(qū)域中，IA很大程度上是由于VAK的輕微差異而改變。下面，對(duì)于 磁控管B，VAK2( = ebm)比VAKl更低；此外，對(duì)于磁控管C，VAK3 ( = ebm)進(jìn)一步比VAK2更 低。由于磁控管的非線性特性依賴于磁控管類型A、B、C而變化，所以，在與具有低ebm的磁 控管匹配的調(diào)制波形中，當(dāng)使用具有高ebm的磁控管時(shí)，輸入電流波形失真。
背景技術(shù)：
中的 設(shè)備無(wú)法解決該問(wèn)題。因此，產(chǎn)生不受磁控管類型影響的高頻介質(zhì)加熱電路是一個(gè)問(wèn)題。在圖63B中，磁控管的三種類型的特性圖示出當(dāng)從磁控管來(lái)看時(shí)，加熱室的好的、 差的阻抗匹配。如果阻抗匹配良好，則VAKl ( = ebm)為最大；隨著阻抗匹配變差，VAKl (= ebm)減少。由于磁控管的非線性特性很大程度上也依賴于阻抗匹配是良好還是差的而變 化，所以，產(chǎn)生不受磁控管類型影響的高頻介質(zhì)加熱電路是一個(gè)問(wèn)題。在圖63C中，三種類型的磁控管的特性圖示出高的和低的磁控管溫度。如果溫度 低，則VAKl ( = ebm)為最大；隨著溫度逐漸變得更高，ebm變得更低。因此，如果磁控管溫 度與低溫相匹配，則當(dāng)磁控管溫度變高時(shí)，輸入電流波形失真。由于磁控管的非線性特性很大程度上也由于為磁控管溫度差異而變化，所以，產(chǎn) 生不受磁控管類型影響的高頻介質(zhì)加熱電路是一個(gè)問(wèn)題。隨后，為了解決這個(gè)問(wèn)題，如圖64所示，建議了一個(gè)系統(tǒng)，其中，作為調(diào)制部分621 處理并整形由電源電壓檢測(cè)裝置627所檢測(cè)的商用電源電壓波形而提供的調(diào)制波形被用 于調(diào)制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件603、604的驅(qū)動(dòng)脈沖頻率，且根據(jù)“預(yù)期控制系統(tǒng)”而執(zhí)行波形整 形，使得輸入電流波形接近正弦波，從而驅(qū)動(dòng)該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件603、604。專利文獻(xiàn)1 日本專利公開(kāi)號(hào)No. 2000-58252專利文獻(xiàn)2 日本專利公開(kāi)號(hào)No. 2004-638
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，已證明，即使采用了“預(yù)期控制系統(tǒng)”，該所述波形整形也不能跟隨磁控管的 特性變化、磁控管類型的變化、根據(jù)磁控管陽(yáng)極溫度或微波爐中的負(fù)載的ebm(陽(yáng)極到陰極 電壓)波動(dòng)、或電源電壓波動(dòng)。此外，在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件603的第一個(gè)導(dǎo)通操作開(kāi)始之前的平滑電路的輸出電壓 波形變?yōu)楠?dú)立于商用電源的相位的直流電流。因此，由于采用通過(guò)處理和整形商用電源電 壓波形而提供的調(diào)制波形，所以，控制導(dǎo)通操作開(kāi)始處的商用電源的相位到從調(diào)制波形確 定的導(dǎo)通時(shí)間寬度(1/頻率)變?yōu)樽钚〉南辔?也就是說(shuō)，為了防止過(guò)電壓被施加于磁控 管的90度、270度附近)是必要的。因此，針對(duì)該目的，存在控制調(diào)節(jié)復(fù)雜的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上面所描述的跟隨磁控管特性波動(dòng)等的電源電流波形整形，創(chuàng)建波形基準(zhǔn)信號(hào)、并執(zhí)行半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)脈沖頻率的調(diào)制控制、使得輸入電流波形遵循所述 波形的系統(tǒng)也是可用的，但是，涉及到電路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和向尺寸變大的問(wèn)題。由于磁控管是一種已知的真空管，所以，出現(xiàn)從將電流提供到磁控管的加熱器直 到電磁波的振蕩輸出(其在下文中將被簡(jiǎn)稱為啟動(dòng)時(shí)間)的延遲時(shí)間。盡管通過(guò)增加加熱 器電流而縮短啟動(dòng)時(shí)間，但磁控管的陽(yáng)極和陰極之間的阻抗為無(wú)窮大，且因此恐怕在所述 兩端施加的電壓將變得非常高，而存在有必要采取措施來(lái)防止損害的問(wèn)題。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是簡(jiǎn)化單元的結(jié)構(gòu)，以小型化該單元，并提供不受磁控管 類型或特性的變化、根據(jù)磁控管陽(yáng)極溫度或微波爐中的負(fù)載的ebm(陽(yáng)極-陰極電壓)波 動(dòng)、或電源電壓波動(dòng)(如果有的話)影響的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元及其控制方 法。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供高頻介質(zhì)加熱方法和單元，用于防止對(duì)磁控管施加的電 壓對(duì)于每一部分的耐電壓而言變得過(guò)大、并縮短啟動(dòng)時(shí)間。此外，當(dāng)執(zhí)行到小值的功率控制 時(shí)，磁控管的非線性負(fù)載的效果變大，且本發(fā)明的目的是，提供能夠當(dāng)時(shí)抑止功率因子的惡 化的高頻介質(zhì)加熱控制單元及其控制方法。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元及其控制方 法，其不受磁控管類型或特性的變化、根據(jù)磁控管陽(yáng)極溫度或微波爐中的負(fù)載的ebm(陽(yáng)極 到陰極電壓)波動(dòng)、或電源電壓波動(dòng)(如果有的話)影響，并且，能夠提高運(yùn)行效率，同時(shí)防 止對(duì)磁控管施加的電壓對(duì)于每一部分的耐電壓而言變得過(guò)大、并且，在磁控管的啟動(dòng)時(shí)間 內(nèi)的非振蕩時(shí)間，縮短啟動(dòng)時(shí)間。解決問(wèn)題的手段本發(fā)明的一個(gè)方面是用于控制用于驅(qū)動(dòng)磁控管的逆變器的用于高頻介質(zhì)加熱的 功率控制單元，將由至少兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件中的至少一組或更多構(gòu)成的串連電路、諧振 電路、以及磁漏變壓器連接到通過(guò)對(duì)交流電源的電壓進(jìn)行整流而提供的直流電源，調(diào)制所 述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，以將其轉(zhuǎn)換到高頻功率，并將在該磁漏變壓器的次級(jí)側(cè)上 出現(xiàn)的輸出施加到該磁控管，以便激勵(lì)該磁控管，該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元包 括輸入電流檢測(cè)部分，其檢測(cè)從交流電源輸入到該逆變器的輸入電流，并輸出輸入電流波 形信息；以及轉(zhuǎn)換部分，其將該輸入電流波形信息轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)，以便抑制輸入電流波形信息的瞬時(shí)波動(dòng)。本發(fā)明的另一方面是用于控制用于驅(qū)動(dòng)磁控管的逆變器的用于高頻介質(zhì)加熱的 功率控制單元，將由至少兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件中的至少一組或更多構(gòu)成的串連電路、諧振 電路、以及磁漏變壓器連接到通過(guò)對(duì)交流電源的電壓進(jìn)行整流而提供的直流電源，調(diào)制所 述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，以將其轉(zhuǎn)換到高頻功率，并將在該磁漏變壓器的次級(jí)側(cè)上 出現(xiàn)的輸出施加到該磁控管，以便激勵(lì)該磁控管，該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元包 括輸入電流檢測(cè)部分，其檢測(cè)從交流電源輸入到該逆變器的輸入電流，并輸出輸入電流波 形信息；輸入電壓檢測(cè)部分，其檢測(cè)從交流電源輸入到該逆變器的輸入電壓，并輸出輸入電 壓波形信息；選擇部分，其選擇輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息中的較大的一個(gè)； 以及轉(zhuǎn)換部分，其將所選擇的輸入電流波形信息或輸入電壓波形信息轉(zhuǎn)換為該逆變器的開(kāi) 關(guān)晶體管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明的另一方面是用于控制用于驅(qū)動(dòng)磁控管的逆變器的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，將由至少兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件中的至少一組或更多構(gòu)成的串連電路、諧振 電路、以及磁漏變壓器連接到通過(guò)對(duì)交流電源的電壓進(jìn)行整流而提供的直流電源，調(diào)制所 述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，以將其轉(zhuǎn)換到高頻功率，并將在該磁漏變壓器的次級(jí)側(cè)上 出現(xiàn)的輸出施加到該磁控管，以便激勵(lì)該磁控管，該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元包 括輸入電流檢測(cè)部分，其檢測(cè)從交流電源輸入到該逆變器的輸入電流，并輸出輸入電流波 形信息；輸入電壓檢測(cè)部分，其檢測(cè)輸入到逆變器的輸入電壓，并輸出輸入電壓波形信息； 振蕩檢測(cè)部分，用于檢測(cè)磁控管的振蕩；切換開(kāi)關(guān)，其在直到該振蕩檢測(cè)部分檢測(cè)到該磁控 管的振蕩的時(shí)段內(nèi)，使該輸入電壓檢測(cè)部分輸出該輸入電壓波形信息；以及轉(zhuǎn)換部分，其將 輸入電流波形信息、以及在直到檢測(cè)到該磁控管的振蕩的時(shí)段內(nèi)輸出的輸入電壓波形信息 轉(zhuǎn)換為該逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明的另一方面是用于控制用于驅(qū)動(dòng)磁控管的逆變器的用于高頻介質(zhì)加熱的 功率控制單元，將由至少兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件中的至少一組或更多構(gòu)成的串連電路、諧振 電路、以及磁漏變壓器連接到通過(guò)對(duì)交流電源的電壓進(jìn)行整流而提供的直流電源，調(diào)制所 述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，以將其轉(zhuǎn)換到高頻功率，并將在該磁漏變壓器的次級(jí)側(cè)上 出現(xiàn)的輸出施加到該磁控管，以便激勵(lì)該磁控管，該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元包 括輸入電流檢測(cè)部分，其檢測(cè)從交流電源輸入到該逆變器的輸入電流，并輸出輸入電流波 形信息；輸入電壓檢測(cè)部分，其檢測(cè)從交流電源輸入到該逆變器的輸入電壓，并輸出輸入電 壓波形信息；加法部分，用于將該輸入電流波形信息和該輸入電壓波形信息相加；以及轉(zhuǎn) 換部分，其將相加后的輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息轉(zhuǎn)換為該逆變器的開(kāi)關(guān)晶體 管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的 任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換部 分將該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使得在輸入電流大的部分中提高開(kāi)關(guān)頻率，而 在輸入電流小的部分中降低開(kāi)關(guān)頻率。該選擇部分還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用 來(lái)混合輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息中的任一個(gè)、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變 器的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，并且，該 轉(zhuǎn)換部分將該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便抑制施加到該磁控管的電壓的峰值。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、在直到檢測(cè)到磁控管的振蕩的時(shí)段 內(nèi)輸出的輸入電壓波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)?預(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，該轉(zhuǎn)換部分將該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)轉(zhuǎn) 換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便抑制施加到該磁控管的電壓的峰值。該加法部分還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、輸入電壓波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任意點(diǎn) 的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，并且，該轉(zhuǎn)換部分將 該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便抑制施加到該磁控管的電壓的峰值。
該轉(zhuǎn)換部分包括頻率限制部分，其對(duì)高頻開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置上限和下限。該轉(zhuǎn)換部分包括用于控制高頻開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通占空比的占空比控制部分，其中，設(shè)置 該占空比控制部分的操作范圍，以便通過(guò)至少在將高頻開(kāi)關(guān)頻率限制到該頻率限制部分的 上限的范圍中的占空比控制，而進(jìn)行補(bǔ)償。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的 任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，該混合器混 合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值的功率 控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。該混合器可混合輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息中的任一個(gè)、以及用于進(jìn) 行控制使得輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。該混合器混合可輸入電流波形信息、輸入電壓波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得 輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的 任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，將該輸入電 流波形信息直接輸入到該混合器，并且，該混合器隨后將直接輸入的輸入電流波形信息反 相，并將反相的信息與該功率控制信息混合。可將該輸入電流波形信息和該輸入電壓波形信息直接輸入到該混合器，并且，該 混合器隨后選擇直接輸入的輸入電流波形信息或直接輸入的輸入電壓波形信息，并將選擇 的信息與該功率控制信息混合。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可具有連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的 任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，可以將輸入 電流波形信息和輸入電壓波形信息直接輸入到混合器中，且隨后，該混合器可將直接輸入 的輸入電流波形信息和直接輸入的輸入電壓波形信息相加并反相，以及將經(jīng)相加并反相的 信息與功率控制信息相混合。該輸入電流檢測(cè)部分具有變流器，其檢測(cè)輸入電流；以及整流器，其整流所檢測(cè) 的輸入電流，并輸出整流后的電流。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括比較器，其在輸入電流和輸出設(shè) 置信號(hào)之間進(jìn)行比較，以輸出功率控制信息。該輸入電流檢測(cè)部分具有這樣的結(jié)構(gòu)在整流逆變器的輸入電流之后，檢測(cè)并輸 出單向電流。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的 任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，該輸入電流 檢測(cè)部分具有在整流逆變器的輸入電流之后檢測(cè)單向電流的分流電阻器、以及放大跨越該 分流電阻器出現(xiàn)的電壓的放大器，將由該放大器提供的輸出作為輸入電流波形信息直接輸入到該混合器，并且，該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括比較器，其在由放大器 提供的輸出和輸出設(shè)置信號(hào)之間進(jìn)行比較，并輸出功率控制信息。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的 任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，該混合器可具有用于截去功率控制信息的高頻成分的結(jié)構(gòu)。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的 任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，該混合器可 具有在輸入電流的增大控制時(shí)間(用于進(jìn)行控制以便增大輸入電流)和輸入電流的減小控 制時(shí)間(用于進(jìn)行控制以便減小輸入電流)之間切換的電路結(jié)構(gòu)。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的 任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，并且，在該混 合器中，時(shí)間常量在輸入電流的增大控制時(shí)間增加，而在輸入電流的減小控制時(shí)間減小。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的 任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，向該混合器 輸入用于將諧振電路電壓控制到預(yù)定值的諧振電路電壓控制信息，并且，響應(yīng)于諧振電路 電壓的幅度而切換該混合器的電路結(jié)構(gòu)。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該 轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的 任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，在該混合器 中，時(shí)間常量在諧振電路電壓低時(shí)間增加，而在諧振電路電壓高時(shí)減小。輸入電流檢測(cè)部分具有濾波器電路，其衰減交流電源的高頻譜區(qū)域和高開(kāi)關(guān)頻率 的高頻部分等。該輸入電壓檢測(cè)部分包含一組二極管，用于檢測(cè)從交流電源輸入到該逆變器的 輸入電壓；以及整形電路，用于整形由所述二極管檢測(cè)的輸入電壓的波形，并且輸出整形后 的電壓。該整形電路具有用于衰減輸入電壓的高頻譜區(qū)域的結(jié)構(gòu)。該轉(zhuǎn)換部分被實(shí)現(xiàn)為頻率調(diào)制電路，用于疊加具有根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)而設(shè)置 的頻率的載波、以及片控制信號(hào)，以產(chǎn)生半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還可包括振蕩檢測(cè)器，用于檢測(cè)該磁控管 的振蕩，響應(yīng)于由該振蕩檢測(cè)器檢測(cè)的磁控管的振蕩、或磁控管的非振蕩，切換來(lái)自輸入電 壓檢測(cè)部分的輸入電壓波形信息的幅度。該振蕩檢測(cè)部分可被實(shí)現(xiàn)為連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該輸入電壓檢測(cè)部分 之間的振蕩檢測(cè)器，且在該振蕩檢測(cè)器和該輸入電壓檢測(cè)部分之間的連接點(diǎn)處提供切換開(kāi)關(guān)。本發(fā)明的另一個(gè)方面是用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制方法，其控制用于對(duì)交流電源的電壓進(jìn)行整流的逆變器，調(diào)制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的高開(kāi)關(guān)頻率，并進(jìn)行到高頻功率的轉(zhuǎn) 換，該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制方法包括檢測(cè)從該交流電源輸入到該逆變器的輸入 電流；獲取對(duì)應(yīng)于該輸入電流的輸入電流波形信息；以及將該輸入電流波形信息轉(zhuǎn)換為該 逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便抑制輸入電流波形信息的瞬時(shí)波動(dòng)。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)根據(jù)本發(fā)明，將用于將交流電源電壓整流為預(yù)定頻率的交流的逆變器的輸入電流 波形信息轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便抑制瞬時(shí)波動(dòng)。例如，根據(jù)所使 用的頻率調(diào)制系統(tǒng)，將輸入電流波形信息轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通和關(guān)斷驅(qū) 動(dòng)信號(hào)。因此，形成用于通過(guò)在輸入電流大的地方提高開(kāi)關(guān)頻率，在輸入電流小的地方降低 開(kāi)關(guān)頻率而校正輸入電流的控制環(huán)路。因此，如果存在磁控管類型或特性的變化、根據(jù)磁控 管陽(yáng)極溫度或微波爐中的負(fù)載的ebm (陽(yáng)極到陰極電壓)波動(dòng)、或電源電壓波動(dòng)，則可以根 據(jù)簡(jiǎn)單配置，來(lái)完成根據(jù)磁控管的簡(jiǎn)單配置和穩(wěn)定輸出而執(zhí)行不受所述變化或波動(dòng)影響的 輸入電流波形整形。由于輸入電壓波形信息也被輸入到校正環(huán)路，所以，縮短了磁控管的啟動(dòng)時(shí)間，并 提高在低輸入電流時(shí)間的功率因子。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1到3的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu) 圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1到3的具有被實(shí)現(xiàn)為放大器的輸入電流檢測(cè)部分的 用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖3是顯示圖1中所示鋸齒波生成器的細(xì)節(jié)的電路圖；圖4(a)和4(b)是顯示圖2中所示的放大器的細(xì)節(jié)的電路圖；圖5(a) ,5(b)和5 (c)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的混合器的電路圖；圖6 (a)和6(b)是圖1中所示的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的部件的波形 圖表；圖7 (a) ,7(b)和7 (c)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5的混合器的結(jié)構(gòu)圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6的混合器的結(jié)構(gòu)圖；圖9是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例7和8的開(kāi)關(guān)頻率限制電路和片控制信號(hào) (slicecontrol signal)生成電路的結(jié)構(gòu)圖；圖10是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例8的功率控制特性圖；圖ll(a)-ll(d)是示出有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例7和8的各種信號(hào)之間關(guān)系的圖；圖12是可視化圖ll(a)_ll(d)中所示的一些信號(hào)的變化的圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例9的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例10的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例12至14的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例12至14中的具有輸入電流檢測(cè)部分的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖18是顯示圖16中所示鋸齒波生成器的細(xì)節(jié)的電路圖；圖19(a)和19(b)是圖17中所示輸入電流檢測(cè)部分的細(xì)節(jié)圖；圖20(a) ,20(b)和20(c)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例15的混合器的電路圖；圖21 (a)和21 (b)是顯示圖16所示的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的部件 的基本波形的圖；圖22 (a)和22 (b)是當(dāng)加上輸入電壓波形信息時(shí)，圖16所示的用于高頻介質(zhì)加熱 的功率控制單元的部件的波形圖；圖23是示出圖20 (a)-20 (c)所示的比較和選擇電路的示例的圖；圖24是圖16所示的整形電路的詳細(xì)電路圖；圖25(a) ,25(b)和25(c)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例16的混合器的結(jié)構(gòu)圖；圖26是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例17的混合器的結(jié)構(gòu)圖；圖27是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例18的輸入電壓波形信息的切換電路的圖；圖28是有關(guān)于磁控管的振蕩檢測(cè)的時(shí)序圖；圖29是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例19和20的開(kāi)關(guān)頻率限制電路和片控制信號(hào)生成電路 的結(jié)構(gòu)圖；圖30是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例20的功率控制特性圖；圖31(a)_31(d)是示出有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例19和20的各種信號(hào)之間關(guān)系圖；圖32是可視化圖31 (a)-31 (d)中所示的部分信號(hào)變化的圖；圖33是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例21的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖34是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例22的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖35是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例23的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖36是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例24-26的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu) 圖；圖37是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例24-26的具有輸入電流檢測(cè)部分的用于高頻介質(zhì)加熱 的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖38是示出圖36中所示的鋸齒波生成器的細(xì)節(jié)的電路圖；圖39(a)和39(b)是圖37所示的輸入電流檢測(cè)部分的細(xì)節(jié)圖；圖40(a) ,40(b)和40(c)是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例27的混合器的電路圖；圖41(a)和41(b)是示出圖36所示用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的部件的 基本波形的圖表；圖42(a)和42 (b)是當(dāng)加上輸入電壓波形信息時(shí)，圖36所示的用于高頻介質(zhì)加熱 的功率控制單元的部件的波形圖表；圖43是示出圖40 (a)-40 (c)所示的加法反相電路(addition inversion circuit)的示例的圖；圖44是圖36所示的整形電路的詳細(xì)的電路圖；圖45(a) ,45(b)和45(c)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例28的混合器的結(jié)構(gòu)圖；圖46是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例29的混合器的結(jié)構(gòu)圖；圖47是相關(guān)于磁控管的振蕩檢測(cè)的時(shí)序圖48是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例30和31的開(kāi)關(guān)頻率限制電路和片控制信號(hào)生成電路 的結(jié)構(gòu)圖；圖49是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例31的功率控制特性圖；圖50(a)-50(d)是示出有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例30和31的各種信號(hào)之間關(guān)系圖；圖51是可視化圖50(a)-50(d)中所示部分信號(hào)的變化的圖；圖52是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例32中的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖53是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例33中的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖54是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例34中的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖55是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例35中的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖56是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例37的具有輸入電流檢測(cè)部分的用于高頻介質(zhì)加熱的功 率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖57是示出圖55所示鋸齒波生成器的細(xì)節(jié)的電路圖；圖58(a) ,58(b)和58(c)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例37的混合器的電路圖；圖59(a)和59(b)是示出圖55所示用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的部件的 基本波形的圖表；圖60 (a)和60 (b)是當(dāng)加上輸入電壓波形信息時(shí)，圖55所示用于高頻介質(zhì)加熱的 功率控制單元的部件的波形圖表；圖61是示出圖58 (a)-58 (c)所示加法反相電路的示例的圖；圖62是現(xiàn)有技術(shù)中的高頻加熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖63(a) ,63(b)和63(c)是磁控管的陽(yáng)極陰極施加電壓-陽(yáng)極電流的特性圖；圖64是現(xiàn)有技術(shù)中的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖65是用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元的諧振電路的特性圖。附圖標(biāo)號(hào)的描述3、203、303、403 第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件4、204、304、404 第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件5、205、305、405 第一電容器6、206、306、406 第二電容器7、207、307、407 第三電容器8、208、308、408 初級(jí)繞組9、209、309、409 次級(jí)繞組10、210、310、410 三級(jí)繞組11、211、311、411 倍壓整流器12、212、312、412 磁控管40、240、340、440 逆變器41、241、341、441 變壓器42、242、342、442 諧振電路電壓信息45、245、345、445 控制器46、246、346、446 二極管(輸入電壓檢測(cè)部分)47、247、347、447 整形電路(輸入電壓檢測(cè)部分)
50、250、350、450交流電源51、251、351、451直流電源60、260、360、460二極管橋式整流器61、261、361、461平滑電路62、262、362、462諧振電路63、263、363、463二極管64、264、364、464電感器65、265、365、465電容器66、266、366、466二極管67、267、367、467電容器68、268、368、468二極管69、269、369、469陽(yáng)極70、270、370、470陰極71、271、371、471電流檢測(cè)部分(輸入電流檢測(cè)部分)72、272、372、472整流器(輸入電流檢測(cè)部分)73、273、373、473平滑電路74、274、374、474比較器75、275、375、475輸出設(shè)置部分81,281,381,481混合器(轉(zhuǎn)換部分)82,282,382,482比較器(轉(zhuǎn)換部分)83,283,383,483鋸齒波生成器(轉(zhuǎn)換部分)84、284、384、484鋸齒波85、285、385、485放大器86、286、386、486分流電阻器87、287、387、487片控制信號(hào)90、290、390、490輸入電流波形信息91、291、391、491功率控制信息92、292、392、492開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)93、293、393、493諧振電壓控制信息94、294、394、494頻率調(diào)制信號(hào)95、295、395、495第一限制電路96、296、396、496第二限制電路97、297、397、497片控制信號(hào)生成電路98、298、398、498諧振電路99、299、399、499第一串聯(lián)電路100,300,400 第二串聯(lián)電路163、2163、3163、4163 電容器164、2164、3164、4164 比較器165、2165、3165、4165 比較器
166、2166、3166、4166 SR 觸發(fā)器248、348振蕩檢測(cè)器249、349、449輸入電壓波形信息最佳實(shí)施方式下面，將通過(guò)參照附圖來(lái)詳細(xì)地討論
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1)圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1描述高頻加熱設(shè)備的框圖。在圖1中，高頻加熱設(shè)備 包括逆變器40、用于控制逆變器的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3和4的控制器45、以及磁 控管12。該逆變器40包含交流電源50、二極管橋式整流器60、平滑電路61、諧振電路36、 第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3和4以及倍壓整流器11。在由四個(gè)二極管63構(gòu)成的二極管橋式整流器60中，對(duì)交流電源50的交流電壓進(jìn) 行整流，并經(jīng)由電感器64和第三電容器7組成的平滑電路61將其轉(zhuǎn)換為直流電源51。隨 后，通過(guò)由第一電容器5、第二電容器6和變壓器41的初級(jí)繞組8組成的諧振電路36、以及 第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3和4，將其轉(zhuǎn)換為高頻交流，并且，經(jīng)由變壓器41，在次級(jí)繞組 9中感生高頻高壓。通過(guò)由電容器65、二極管66、電容器67和二極管68組成的倍壓整流器11，將在次 級(jí)繞組9中感生的高頻高壓施加到磁控管12的陽(yáng)極69和陰極70之間。該變壓器41還包 括用于加熱磁控管12的加熱器(陰極)70的三級(jí)繞組10。該逆變器40已被描述。下面，將討論用于控制逆變器40的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3和4的控制器 45。首先，將在交流電源50和二極管橋式整流器60之間提供的由CT (變流器)71等構(gòu)成 的電流檢測(cè)部分連接到整流器72和CT 71，并構(gòu)成用于檢測(cè)輸入到逆變器的輸入電流的輸 入電流檢測(cè)部分。在CT 71中隔離并檢測(cè)輸入到逆變器的輸入電流，且在整流器72中對(duì)輸 出整流，以產(chǎn)生輸入電流波形信息90。在平滑電路73中，平滑由整流器72所提供的電流信號(hào)，且為了輸出對(duì)應(yīng)于其它加 熱輸出設(shè)置的輸出設(shè)置信號(hào)，比較器74在電流信號(hào)和來(lái)自輸出設(shè)置部分75的信號(hào)之間進(jìn) 行比較。為了控制功率的幅度，比較器74對(duì)在平滑電路73中經(jīng)平滑的輸入電流信號(hào)和來(lái) 自輸出設(shè)置部分75的設(shè)置信號(hào)之間進(jìn)行比較。因此，磁控管12的陽(yáng)極電流信號(hào)、第一、第 二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3、4的集電極電流信號(hào)等可被用作輸入信號(hào)，以替代在平滑電路73中經(jīng) 平滑的輸入電流信號(hào)。也就是說(shuō)，比較器74輸出用于控制的功率控制信息91，使得輸入電 流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值，但是，正如隨后所描述的那樣，該比較器74和功率控制信 息91對(duì)于本發(fā)明而言，并非是必不可少的。同樣，在圖2所示的示例中，由在二極管橋式整流器60和平滑電路61之間提供的 分流電阻器86組成的電流檢測(cè)部分、以及用于放大跨越電流檢測(cè)部分的電壓的放大器85 可以組成輸入電流檢測(cè)部分，且其輸出可被用作輸入電流波形信息90。在由二極管橋式整 流器60沿信號(hào)方向進(jìn)行整流之后，分流電阻器86檢測(cè)輸入電流。本實(shí)施例中，混合器81對(duì)輸入電流波形信息90、以及來(lái)自比較器74的功率控制信 息91進(jìn)行混合并濾波，且輸出開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92。由開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92對(duì)由鋸齒波 生成電路83輸出的鋸齒波84進(jìn)行頻率調(diào)制。 比較器82在鋸齒波84和隨后描述的片控制信號(hào)87之間進(jìn)行比較，將其轉(zhuǎn)換為方波，并經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器(driver)將所提供的方波饋送到第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3、4的柵極。在這種情況中，通過(guò)比較器82比較由開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92頻率調(diào)制的來(lái)自鋸齒 波生成器83的鋸齒波，且為了簡(jiǎn)化輸入電流波形信息檢測(cè)系統(tǒng)，而執(zhí)行逆變器的半導(dǎo)體開(kāi) 關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷控制。具體地，本實(shí)施例中，采用了簡(jiǎn)化配置，其中，直接向混合器81 中輸入該輸入電流波形信息90?？蓪⒂糜趶拈_(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92產(chǎn)生第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3、4的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的部分配置為用于將開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 轉(zhuǎn)換部分，使得在來(lái)自交流電源50的輸入電流大的部分，開(kāi)關(guān)頻率變高，而在輸入電流小 的部分，開(kāi)關(guān)頻率變低，且本實(shí)施例并不限于此配置。為了相對(duì)于輸入電流波形信息90而控制導(dǎo)通/關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3、4，將其在 極性上進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以當(dāng)輸入電流大時(shí)提高開(kāi)關(guān)頻率，而當(dāng)輸入電流小時(shí)降低開(kāi)關(guān)頻率。因 此，為產(chǎn)生這樣的波形，該輸入電流波形信息在混合器81中經(jīng)歷反相處理，以便使用。圖3是鋸齒波(載波)生成器83的詳細(xì)的電路圖。將比較器164和165的輸出 輸入到SR觸發(fā)器(SR flip-flop) 166的S端子和R端子。根據(jù)SR觸發(fā)器166的非Q端子 的輸出極性，切換電容器163的充電和放電；當(dāng)該端子為高時(shí)，電容器163在電流IlO中充 電，且當(dāng)該端子為低時(shí)，電容器163在電流111中放電。當(dāng)電容器163的電位超過(guò)Vl時(shí)，一 旦接收到比較器164的高輸出，則SR觸發(fā)器166的非Q端子被設(shè)置為低；當(dāng)電容器163的 電位下降到低于V2時(shí)，一旦接收到比較器165的高輸出，則該非Q端子被復(fù)位為高。根據(jù)該配置，電容器163的電位變得像鋸齒波(三角波)，且向比較器82傳輸該信 號(hào)。電容器163的充電和放電電流IlO和111被確定為反映將開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92 的電壓與Vcc之間的電位差除以電阻值而產(chǎn)生的電流112。因此，由反映開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào) 的110、111的幅度確定開(kāi)關(guān)頻率。圖5A顯示混合器81的示例。混合器81具有兩個(gè)輸入端子；如該圖所示，將功率 控制信息91加到一個(gè)端子，而將輸入電流波形信息90加到另一端子，且它們將在內(nèi)部電路 中混合。向混合器81中輸入該輸入電流波形信息90，并在反相電路中反相，以產(chǎn)生校正信號(hào)。如圖5B所示，在來(lái)自混合器81的交流等效電路中所示的功率控制信息91的輸出 之間形成高截止濾波器。因此，通過(guò)該濾波器而截去包含在功率控制中的高頻成分，其作為 對(duì)于輸入電流波形信息90整形輸入電流波形而言的障礙。如圖5C所示，在來(lái)自混合器81的交流等效電路中所示的輸入電流波形信息90的 輸出之間形成低截止濾波器。因此，將功率控制信息91轉(zhuǎn)換為混合器81的輸出的直流成 分，并將輸入電流波形信息90轉(zhuǎn)換為交流成分。在實(shí)施例1中，如上所述，將輸入電流波形信息轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3 和4的開(kāi)關(guān)頻率以便使用。通常，逆變器與微波爐等一起使用是已知的；將50到60個(gè)周期 的商用交流電整流為直流，例如，通過(guò)逆變器將所提供的直流電源轉(zhuǎn)換為大約20到50KHz 的高頻，并且，由變壓器通過(guò)對(duì)所提供的高頻進(jìn)行升壓、并進(jìn)一步在倍壓整流器中對(duì)其整流 而提供的高壓被應(yīng)用到磁控管。存在兩種類型的逆變器系統(tǒng)，例如如本發(fā)明的圖1等所示，使用所謂的單端電壓(single-piece voltage)諧振型電路的導(dǎo)通時(shí)間調(diào)制系統(tǒng)(on timemodulation system), 用于使用用于切換并改變用于改變輸出的開(kāi)關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件， 其經(jīng)常被用于商用電源為IOOV的區(qū)域等；以及(半)橋型電壓諧振型電路系統(tǒng)((half) bridge voltage resonance type circuitsystem)，用于交替地導(dǎo)通串聯(lián)連接的兩個(gè)半導(dǎo) 體開(kāi)關(guān)元件3和4，并控制用于改變輸出的開(kāi)關(guān)頻率。橋型電壓諧振型電路系統(tǒng)是能夠以這 樣的方式采用簡(jiǎn)單配置和控制的系統(tǒng)，該方式即如果開(kāi)關(guān)頻率升高，則輸出降低，而如果 開(kāi)關(guān)頻率降低，則輸出增大。圖6A和6B是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1提供的波形的圖，圖6A是輸入電流大的情 況，而圖6B則是輸入電流小的情況。如下所述，實(shí)線代表主要地在下面的描述中所使用的， 在由本發(fā)明的功率控制單元校正之后的信號(hào)形狀，而虛線代表校正之前來(lái)自交流電源50 的瞬時(shí)波動(dòng)輸出的信號(hào)形狀。在圖6A中，上部的(al)中的輸入電流波形信息的波形是由圖1中的整流器72和 由圖2中的放大器85輸出的輸入電流波形信息90，且虛線示出由磁控管的非線性負(fù)載特 性引起的校正之前的波形。圖6A的(a2)示出混合器81的校正輸出的開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào) 92。該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92的大小則跟隨輸入電流波形信息90和功率控制信息91而變 化，且進(jìn)一步被輸出為(al)的反相波形，以補(bǔ)償并校正輸入電流的失真成分。圖6A的(a3)示出根據(jù)(a2)中所示的開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)和片控制信號(hào)而被頻率 調(diào)制的鋸齒波(載波)，并產(chǎn)生在(a4)所示的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3和4的導(dǎo)通和 關(guān)斷信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通過(guò)向比較器82輸入片控制信號(hào)87和經(jīng)頻率調(diào)制的鋸齒波84 (載波)，并由比 較器82在它們之間進(jìn)行比較而提供的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)像如圖6A的 (a4)所示的鋸齒波那樣經(jīng)歷頻率調(diào)制。所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)彼此具有導(dǎo)通和關(guān)斷互補(bǔ)的關(guān)系。也就是說(shuō)，如該圖所示，在開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的幅值大的部分(0度、180度附近； 輸入電流小)中，鋸齒波的頻率低，且因此被校正到用以提高上面所描述的來(lái)自諧振特性 的輸入電流的極性。由于在開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的幅值小的部分(90度、270度附近；輸入電 流大)，鋸齒波的頻率高，所以，用來(lái)校正到用以降低上面所描述的來(lái)自諧振特性的輸入電 流的如(a4)中的頻率的脈沖串被輸出作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。也就是說(shuō)，由于開(kāi) 關(guān)頻率控制信號(hào)(a2)被反相為相對(duì)于輸入電流波形信息(al)的校正波形，所以，以這樣的 方式對(duì)與(al)相反的反相輸出執(zhí)行轉(zhuǎn)換，該方式即在輸入電流波形信息(al)的輸入大的 部分(90度、270度附近)，像(a4)中的脈沖串信號(hào)那樣提高頻率，而在輸入電流波形信息 (al)的輸入小的部分(0度、180度附近)，降低頻率。因此，提供了輸入波形的校正效果； 在過(guò)零處附近，該效果特別顯著。在底部處的(a5)中的波形示出第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3、4的開(kāi)關(guān)頻率。根據(jù) 通過(guò)反相在(al)中所示輸入電流波形信息而提供的校正波形的開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)(a2)， 而頻率調(diào)制高頻鋸齒波，以及在該經(jīng)頻率調(diào)制的鋸齒波和片控制信號(hào)之間進(jìn)行比較，因此， 執(zhí)行到20KHz到50KHz的高頻的逆變器轉(zhuǎn)換等，并產(chǎn)生(a4)中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信 號(hào)(a4)，而導(dǎo)通和關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件39，并向變壓器的初級(jí)側(cè)輸入高頻功率，并且，在變 壓器的次級(jí)側(cè)產(chǎn)生升高的高壓。在(a5)中，為了顯示在商用電源的周期內(nèi)、導(dǎo)通和關(guān)斷信號(hào)(a4)的每個(gè)脈沖的頻率如何改變，在Y軸上繪出了頻率信息，并連接這些點(diǎn)。上面所給出的描述示出了與在同等狀態(tài)下提供來(lái)自交流電源50的輸入電流的狀 態(tài)相同的信號(hào)(例如，正弦波)。然而，通常，來(lái)自交流電源50的輸入電流偏離理想的正弦 波，且從瞬時(shí)的視點(diǎn)看是波動(dòng)的。虛線信號(hào)指示這樣的實(shí)際狀態(tài)。通常，實(shí)際信號(hào)偏離理想 信號(hào)的狀態(tài)，且如虛線所指示的，從商用電源的半周期(0到180度)的瞬時(shí)時(shí)段的視點(diǎn)來(lái) 看，發(fā)生瞬時(shí)波動(dòng)。由于變壓器和倍壓電路的升壓操作、倍壓電路的平滑特性、僅當(dāng)電壓為 ebm或更高時(shí)陽(yáng)極電流才流動(dòng)的磁控管特性等，而出現(xiàn)這樣的信號(hào)形狀。即，其可為在用 于磁控管的逆變器中，該波動(dòng)不是必不可少的。在本發(fā)明的功率控制單元中，輸入電流檢測(cè)部分提供由反映輸入電流的波動(dòng)狀態(tài) 的虛線所指示的輸入電流波形信息(見(jiàn)圖6A(al))，且基于輸入電流波形信息而執(zhí)行后面 的控制。執(zhí)行該控制，使得抑制在如半周期那樣的時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)的輸入電流波形信息的瞬時(shí) 波動(dòng)，從而接近如箭頭所指示的理想信號(hào)。通過(guò)調(diào)整第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3、4的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)而完成該抑制。具體地，如果輸入電流波形信息90小于理想信號(hào)，則上面所描述的頻 率變低，且將進(jìn)行校正以增加輸入電流。如果輸入電流波形信息大于理想信號(hào)，則上面所描 述的頻率將變高，且將進(jìn)行校正以減少輸入電流。同樣，在較短時(shí)段的瞬時(shí)波動(dòng)中，在頻率 信息上反映波動(dòng)波形，并對(duì)其進(jìn)行上面所描述的相似校正。通過(guò)被提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3、4的瞬時(shí)波動(dòng)抑制操作，對(duì) 輸入電流波形信息90進(jìn)行如箭頭所指示的校正，并且，始終向磁控管提供接近理想波的輸 入。在圖中省略了校正之后的(a2)和(a3)中的信號(hào)。理想信號(hào)是虛擬信號(hào)，且該信號(hào)變 為正弦波。也就是說(shuō)，在如商用電源的半周期那樣的短時(shí)段內(nèi)，由于通過(guò)另一個(gè)手段控制輸 入電流等的幅度(功率控制)，所以，理想信號(hào)波形和輸入電流波形信息之間的瞬時(shí)誤差或 校正量的總和約為零。沿著允許輸入電流流入的方向校正由于非線性負(fù)載而造成輸入電流 不流動(dòng)的部分，且因此，減少輸入電流大的部分，并完成上面所提到的約為零。這意味著進(jìn) 行校正，使得甚至可將非線性負(fù)載的電流波形假設(shè)為線性負(fù)載，且由于商用電源電壓波形 為正弦波，所以，理想波形變?yōu)橄窳魅刖€性負(fù)載的電流波形那樣的正弦波。因此，為了消除輸入電流波形中的變化、以及相對(duì)于理想波形的過(guò)度和不足，在與 該波形相反的極性上校正輸入電流。因此，在控制環(huán)路中消除了在由磁控管的非線性負(fù)載 引起的商用電源周期的迅速電流變化(也就是失真)，并執(zhí)行輸入電流波形整形。此外，由于控制環(huán)路根據(jù)在輸入電流的瞬時(shí)值之后跟隨的輸入電流波形信息而操 作，所以，即使存在磁控管類型或磁控管特性的變化，或者即使發(fā)生由磁控管陽(yáng)極溫度或者 微波爐中的負(fù)載引起的ebm(陽(yáng)極-陰極電壓)波動(dòng)、或電源電壓波動(dòng)，也可以獨(dú)立于這些 影響而執(zhí)行輸入電流波形整形。具體地，在本發(fā)明中，基于瞬時(shí)波動(dòng)的輸入電流波形信息，而控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元 件。以輸入電流波形信息的形式，直接向混合器81輸入該輸入電流的瞬時(shí)波動(dòng)，且也在開(kāi) 關(guān)頻率控制信號(hào)92上反映該輸入電流的瞬時(shí)波動(dòng)，使得可以提供用于抑制輸入電流波形 失真和瞬時(shí)波動(dòng)的、在跟蹤性能方面優(yōu)異的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明的主題是將具有用于抑制輸入電流波形的失真和瞬時(shí)波動(dòng)的信息的輸入 電流波形信息轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由于功率控制信息91是用來(lái)在長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)(也就是說(shuō)，大約比商用電源周期長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi))控制功率波動(dòng)的信息，且也不是 本發(fā)明所針對(duì)的用于在像交流的半周期那樣的短時(shí)段內(nèi)校正瞬時(shí)波動(dòng)的信息，所以，對(duì)于 完成該目的來(lái)說(shuō)，該功率控制信息91并不是必不可少的。因此，混合器81、比較器82和鋸 齒波生成器83的采用也僅僅是本實(shí)施例的一個(gè)示例，且相當(dāng)于用于執(zhí)行上面所述的轉(zhuǎn)換 的轉(zhuǎn)換部分可以存在于輸入電流檢測(cè)部分和半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之間。為了使用功率控制信息，是否像上面所描述的實(shí)施例中那樣，將用于進(jìn)行控制使 得輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息91輸入到混合器81中并不是必不 可少的。也就是說(shuō)，在上面所描述的實(shí)施例中，功率控制信息91源自用于檢測(cè)輸入電流的 電流檢測(cè)部分71和整流器72 (圖1中)、或者分流電阻器86和放大器85 (圖2中)，但是， 可以向混合器81輸入用于進(jìn)行控制使得在逆變器40的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的 信息，作為功率控制信息。例如，可以完好地使用如圖1和2中所示的諧振電路62的諧振 電路電壓信息42作為功率控制信息，或者，可使用在經(jīng)歷由平滑電路73的平滑、以及在比 較器74中的與輸出設(shè)置信號(hào)的比較之后所提供的信息，作為功率控制信息。接下來(lái)，圖6B通過(guò)比較而顯示相對(duì)于圖6A而言輸入電流小的情況；(bl)示出當(dāng) 輸入小時(shí)的輸入電流波形信息，且對(duì)應(yīng)于圖6A的(al) ； (b2)示出開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，且對(duì) 應(yīng)于圖6A的(a2)；以及(b3)示出半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，且對(duì)應(yīng)于圖6A的(a5)。盡 管未在該圖中示出，但是，當(dāng)然，也執(zhí)行與圖6A的(a3)和(a4)中所示的鋸齒波的比較處理 相同的處理。(實(shí)施例2)下面將討論本發(fā)明的實(shí)施例2。本發(fā)明的實(shí)施例2涉及控制器的結(jié)構(gòu)，且具有圖1 中的結(jié)構(gòu)，其中，來(lái)自比較器74的輸入電流波形信息90和功率控制信息91被混合、濾波， 且被轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3、4的導(dǎo)通和關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)以便使用。因此，處理符 合磁控管的非線性負(fù)載特性的商用電源電壓波形信息是不必要的，簡(jiǎn)化了頻率調(diào)制信號(hào)生 成器，且相對(duì)于圖64中的現(xiàn)有技術(shù)的示例，商用電源電壓波形信息也變?yōu)椴槐匾?，從而，?助于機(jī)器結(jié)構(gòu)的實(shí)際的小型化，簡(jiǎn)化了控制程序，并且可縮短處理時(shí)間，并由此可以提高機(jī) 器的可靠性。采用上面所描述的結(jié)構(gòu)，因此使用輸入電流波形信息90的控制環(huán)路被專用于為 輸入電流的波形整形，而使用功率控制信息91的控制環(huán)路被專用于功率控制，并且，為了 保持轉(zhuǎn)換效率，在混合器81中，它們并不相互干擾。(實(shí)施例3)本發(fā)明的實(shí)施例3涉及輸入電流檢測(cè)部分。圖1中，輸入電流檢測(cè)部分利用CT 71 等檢測(cè)逆變器的輸入電流，并執(zhí)行來(lái)自整流器72的整流輸出。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，使用CT等檢測(cè) 輸入電流，且因此可以在保持隔離性質(zhì)的同時(shí)獲得大信號(hào)，使得輸入電流波形整形的效果 大，并提高輸入電流的質(zhì)量。在圖2所示的示例中，在逆變器的整流器61中整流之后，輸入電流檢測(cè)部分經(jīng)由 位于整流器60和平滑電路61之間的分流電阻器86檢測(cè)單向電流，通過(guò)放大器(放大器)85 放大跨越分流電阻器86出現(xiàn)的電壓，并輸出該電壓。由于檢測(cè)部分不需要與電子電路隔 離，且也不需要執(zhí)行整流，所以，該配置具有以低成本配置輸入電流檢測(cè)部分的優(yōu)勢(shì)。圖2中所示的輸入電流檢測(cè)部分的放大器85衰減商用電源的高頻譜區(qū)域和高頻開(kāi)關(guān)頻率的高頻部分等，以防止不必要的諧振。具體地，如圖4的輸入電流檢測(cè)部分的詳細(xì) 圖所示，放大器85使用如圖4A中高頻截止電容器，衰減商用電源的高頻譜區(qū)域和高頻開(kāi)關(guān) 頻率的高頻部分等。進(jìn)而，對(duì)于如圖4B的相位特性圖中所示出現(xiàn)的相位延遲，通過(guò)插入放大器85的高 頻截止電容器，與該電容器串聯(lián)地插入電阻器，且加入相位超前補(bǔ)償，以防止過(guò)渡的時(shí)間延 遲，從而確?？刂骗h(huán)路的穩(wěn)定性。同樣，在圖1的整流器72中，可以使用衰減高頻部分的結(jié) 構(gòu)和加入相位超前補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)，以便防止過(guò)渡的時(shí)間延遲。(實(shí)施例4)實(shí)施例4涉及圖1和2中所示的混合器81。如圖5A中的混合器81的結(jié)構(gòu)圖中 所示，向混合器81的兩端輸入輸入波形信息90和功率控制信息91。為了校正輸出，在反 相電路中反相輸入電流波形信息90。向由C、R1、R2組成的濾器波電路輸入所述兩個(gè)信號(hào)， 并對(duì)其濾波，隨后，作為開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92而將其輸出到鋸齒波生成器。濾波器電路截 止如圖5B的等效電路圖中所示的功率控制輸出91的高頻成分。采用了這樣的結(jié)構(gòu)，因此， 妨礙輸入電流波形整形的高頻成分被截止，使得輸入電流波形的質(zhì)量提高。另一方面，如圖 5C的等效電路圖中所示，對(duì)于輸入電流波形信息90，形成低截止濾波器，以保持該波形。(實(shí)施例5)本發(fā)明的實(shí)施例5控制用于合并輸入電流檢測(cè)部分的輸入電流波形信息和功率 控制信息的混合器的特性，如圖7A到7C中有關(guān)實(shí)施例5的混合器的結(jié)構(gòu)圖所示，通過(guò)在輸 入電流增大控制時(shí)間和減小控制時(shí)間之間提供差異，來(lái)進(jìn)行控制，使得輸入電流檢測(cè)部分 的輸出變?yōu)轭A(yù)定值。在圖7A的結(jié)構(gòu)圖中，根據(jù)用于降低/提高開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92的功率控制信息 91，來(lái)導(dǎo)通/關(guān)斷SWl。如圖7B中的等效電路所示，在輸入電流增大控制時(shí)間，關(guān)斷SWl，且 為了降低半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，根據(jù)C*R2的時(shí)間常量逐漸地提高開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。如圖7C中的等效電路所示，在輸入電流減小控制時(shí)間，導(dǎo)通SW1，且為了提高半導(dǎo) 體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，根據(jù)C*{R1*R2/(R1+R2)}的時(shí)間常量快速地降低開(kāi)關(guān)頻率控制信 號(hào)。也就是說(shuō)，在輸入電流增大控制時(shí)間和輸入電流減小控制時(shí)間之間切換混合器81的電 路結(jié)構(gòu)。具體地，在輸入電流增大控制時(shí)間，將時(shí)間常量設(shè)置為大，而在輸入電流減小控制 時(shí)間，將時(shí)間常量設(shè)置為小。因此而提供了差異，由此，可以實(shí)現(xiàn)用于通常適度響應(yīng)的控制特性、以及用于如果 由于某種原因輸入電流暫時(shí)上升則減小快速響應(yīng)中的輸入電流以便防止成分破壞的控制 特性等。也可以確保用于磁控管的非線性負(fù)載的控制特性的安全。(實(shí)施例6)如圖8中有關(guān)實(shí)施例6的混合器的結(jié)構(gòu)圖所示，本發(fā)明的實(shí)施例6將用于控制諧 振電路的諧振電路電壓信息26的諧振電壓控制信息93輸入到混合器81。如圖8所示，根據(jù)在諧振電路的諧振電壓和基準(zhǔn)值之間進(jìn)行比較而提供的諧振電 壓控制信息93，導(dǎo)通/關(guān)斷SW2。如果諧振電壓低，則關(guān)斷SW2，且根據(jù)用于降低半導(dǎo)體開(kāi) 關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率的時(shí)間常量C*R2而逐漸地提高開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。如果諧振電壓高，則 導(dǎo)通SW2，且根據(jù)用于提高半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率的時(shí)間常量C*{R2*R3/(R2+R3)}而快速地降低開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。也就是說(shuō)，響應(yīng)于諧振電路的諧振電壓的幅度，而切換混合 器81的電路結(jié)構(gòu)。具體地，如果諧振電壓低，則該時(shí)間常量增加，而如果諧振電壓高，則該 時(shí)間常量減小。當(dāng)磁控管不振蕩、也就是功率控制并不起作用時(shí)，對(duì)于防止過(guò)多電壓被應(yīng)用于磁 控管來(lái)說(shuō)，這種控制是有效的。(實(shí)施例7)如圖9中有關(guān)實(shí)施例7的開(kāi)關(guān)頻率限制電路的結(jié)構(gòu)圖所示，本發(fā)明的實(shí)施例7對(duì) 開(kāi)關(guān)頻率加入限制。根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92，創(chuàng)建輸入到鋸齒波生成器83的頻率調(diào)制信號(hào)94，經(jīng)由 依賴于固定電壓Vl的第一限制電路95和依賴于固定電壓V2的第二限制電路96，接收最低 電位和最高電位的限制。作為電位限制，根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92和開(kāi)關(guān)頻率之間的關(guān)系，在前者中，限 制最高開(kāi)關(guān)頻率，而在后者中，限制最低開(kāi)關(guān)頻率。第一限制電路95限制最高頻率，以防止當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率提高時(shí)，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3和 4的切換損失增加。如果開(kāi)關(guān)頻率接近諧振頻率，則諧振電路62將不正常地諧振，并且，該半導(dǎo)體開(kāi) 關(guān)元件將被損壞等。該第二限制電路96具有限制最低頻率、以防止該現(xiàn)象的功能。(實(shí)施例8)如圖9中有關(guān)實(shí)施例8的片控制信號(hào)生成電路的結(jié)構(gòu)圖所示，本發(fā)明的實(shí)施例8 通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(晶體管)的導(dǎo)通占空比(on duty)控制的功率控制，而補(bǔ)償由第一 限制電路95限制最高頻率的范圍。圖10為示出第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(晶體管)3的導(dǎo)通占空比和橋式諧振型逆變器 的高頻功率之間的關(guān)系的圖。當(dāng)導(dǎo)通占空比為50%時(shí)，該高頻功率變?yōu)榉逯?，且隨著導(dǎo)通占 空比低于或超過(guò)50%，該高頻功率降低。該第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通占空比和該第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通占空比是 互補(bǔ)的，且因此，在讀取時(shí)，圖10中X軸數(shù)值的0和100可替代。為了減少高頻輸出，也就是說(shuō)，為了減小輸入電流，沿著如上所述的用于增加開(kāi)關(guān) 頻率的方向，改變開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92，但是，在由第一限制電路95對(duì)頻率調(diào)制信號(hào)94施 加頻率限制的時(shí)段中，功率控制并不起作用。一旦像第一限制電路95那樣，接收到相同的 固定電壓Vl和開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92，則片控制信號(hào)生成電路97允許電流120在上面提到 的時(shí)段內(nèi)流動(dòng)，使得片控制信號(hào)87變化。圖11中，在X軸上獲取開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92的電位，且在Y軸上獲取受該信號(hào)影 響的各種信號(hào)。(a)顯示開(kāi)關(guān)頻率和頻率調(diào)制信號(hào)94;所述最高頻率被限制在電壓Vl或更 低，而最低頻率則被限制在V2或更高。(b)顯示片控制信號(hào)87在電壓Vl或更低的范圍內(nèi) 變化。(c)和(d)顯示下面所描述的一旦接收到片控制信號(hào)87，則第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件3和4的導(dǎo)通占空比變化。圖12顯示圖11(c)和(d)中的占空比變化；跟隨片控制信號(hào)87中的變化，通過(guò) 比較器82從該信號(hào)和鋸齒波84導(dǎo)出的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件3和4的導(dǎo)通占空比改變。
由于片控制信號(hào)87在上面所述的不通過(guò)第一限制電路95施加頻率限制的時(shí)段內(nèi) 不改變，所以，導(dǎo)通占空比保持在大約50%附近；通過(guò)在施加頻率限制的范圍(也就是說(shuō)， 在基于頻率調(diào)制的功率控制不起作用的范圍)內(nèi)降低導(dǎo)通占空比，而降低高頻功率，以便 補(bǔ)償。為了完成該補(bǔ)償，相對(duì)于開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)92的電壓的片控制信號(hào)87的變化開(kāi) 始點(diǎn)可以包括上面所述的基于頻率調(diào)制的功率控制不起作用的VI，且并不限于VI。盡管參考電位重新變得必要，但如果從高于Vl的電位起產(chǎn)生變化，則高開(kāi)關(guān)頻率 的百分比降低，且因此，可以減輕半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的切換損失。(實(shí)施例9)本發(fā)明的實(shí)施例9涉及諧振電路；如圖13的結(jié)構(gòu)圖所示，通過(guò)從由第一電容器5、 第二電容器6和變壓器41的初級(jí)繞組8組成的諧振電路36中除去第一電容器5而提供諧 振電路98。并且，如上面所描述的實(shí)施例那樣，在該實(shí)施例中，將輸入電流波形信息轉(zhuǎn)換為開(kāi) 關(guān)頻率控制信號(hào)，且調(diào)制逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，因此，抑制電源諧波電流成 為可能。(實(shí)施例10)本發(fā)明的實(shí)施例10涉及逆變器的結(jié)構(gòu)；且如圖14所示，將各自由兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件構(gòu)成的第一和第二串聯(lián)電路99和100與通過(guò)整流商用電源而提供的直流電源并聯(lián)連 接，并且，諧振電路98的一端連接到一個(gè)串聯(lián)電路的中點(diǎn)，而相反端連接到另一串聯(lián)電路 的中點(diǎn)，在諧振電路98中，變壓器41的初級(jí)繞組8與第二電容器6相連接。并且，如上面所描述的實(shí)施例那樣，在該實(shí)施例中，將輸入電流波形信息轉(zhuǎn)換為開(kāi) 關(guān)頻率控制信號(hào)，且調(diào)制逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，因此，抑制電源諧波電流成 為可能。(實(shí)施例11)本發(fā)明的實(shí)施例11涉及逆變器的結(jié)構(gòu)；且如圖15所示，將由兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 構(gòu)成的第一串聯(lián)電路99與通過(guò)整流商用電源而提供的直流電源并聯(lián)連接，諧振電路98中 的一端連接到第一串聯(lián)電路99的中點(diǎn)，而相反端被連接到交流等效電路中的直流電源的 一端，在諧振電路98中，變壓器41的初級(jí)繞組8與第二電容器6相連接。并且，如上面所描述的實(shí)施例那樣，在該實(shí)施例中，將輸入電流波形信息轉(zhuǎn)換為開(kāi) 關(guān)頻率控制信號(hào)，且調(diào)制逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，因此，抑制電源諧波電流成 為可能。(實(shí)施例I2)圖16是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例12描述高頻加熱設(shè)備的框圖。在圖16中，該高頻加 熱設(shè)備包括逆變器240、用于控制逆變器的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203和204的控制 器245以及磁控管212。該逆變器240包括交流電源250、二極管橋式整流器260、平滑電路 261、諧振電路236、第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203和204以及倍壓整流器211。在由四個(gè)二極管263構(gòu)成的二極管橋式整流器260中，整流交流電源250的交流 電壓，以及通過(guò)由電感器264和第三電容器207構(gòu)成的平滑電路261，將其轉(zhuǎn)換為直流電源 251。隨后，通過(guò)由第一電容器205、第二電容器206以及變壓器241的初級(jí)繞組208構(gòu)成的諧振電路236、以及第一與第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203和204，來(lái)將其轉(zhuǎn)換為高頻交流，且通過(guò) 變壓器241，在變壓器的次級(jí)繞組209中感生高頻高壓。通過(guò)由電容器265、二極管266、電容器267以及二極管268構(gòu)成的倍壓整流器 211，在磁控管212的陽(yáng)極269和陰極270之間施加在該次級(jí)繞組209中感生的高頻高壓。 該變壓器241還包括用于加熱磁控管212的加熱器(陰極)270的三級(jí)繞組210。已經(jīng)描述 了逆變器240。下面，將討論用于控制逆變器240的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203和204的控 制器245。首先，將在交流電源250和二極管橋式整流器260之間提供的由CT (變流器)271 等組成的電流檢測(cè)部分連接到整流器272，并且，該CT 271和整流器272組成用于檢測(cè)逆變 器的輸入電流的輸入電流檢測(cè)部分。在CT 271中隔離且檢測(cè)逆變器的輸入電流，且在整流 器272中對(duì)輸出進(jìn)行整流，以產(chǎn)生輸入電流波形信息290。在平滑電路273中平滑由整流器272提供的電流信號(hào)，比較器274在該電流信號(hào) 和來(lái)自用于輸出對(duì)應(yīng)于其它加熱輸出設(shè)置的輸出設(shè)置信號(hào)的輸出設(shè)置部分275的信號(hào)之 間進(jìn)行比較。為了控制功率的幅度，該比較器274在平滑電路273中平滑的輸入電流信號(hào)和 來(lái)自輸出設(shè)置部分275的設(shè)置信號(hào)之間進(jìn)行比較。因此，磁控管212的陽(yáng)極電流信號(hào)、第一 和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203和204的集電極電流信號(hào)等等也可以被用作輸入信號(hào)，以替代 在平滑電路273中被平滑的輸入電流信號(hào)。也就是說(shuō)，比較器274輸出功率控制信息291， 其用于進(jìn)行控制，使得輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值，但是，正如隨后所描述的，對(duì) 于本發(fā)明而言，比較器274和功率控制信息291并不是必不可少的。同樣，如圖17中示例所示，由在二極管橋式整流器260和平滑電路261之間提供 的分流電阻器286和用于放大電流檢測(cè)部分的電壓的放大器285組成的電流檢測(cè)部分可以 組成輸入電流檢測(cè)部分，且其輸出可以被用作輸入電流波形信息290。在由二極管橋式整流 器260沿信號(hào)方向整流之后，該分流電組器286檢測(cè)輸入電流。另一方面，本實(shí)施例中，控制器245還包括輸入電壓檢測(cè)部分，其由用于檢測(cè)交流 電源250的電壓并整流該電壓的一對(duì)二極管246、以及用于整形經(jīng)整流的電壓的波形以產(chǎn) 生輸入電壓波形信息249的整形電路247構(gòu)成。在本實(shí)施例中，混合器281選擇輸入電流波形信息290或輸入電壓波形信息249 中的較大的一個(gè)，且對(duì)所選信息和來(lái)自比較器274的功率控制信息291進(jìn)行混合及濾波，并 輸出開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292。由開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292頻率調(diào)制鋸齒波生成器283輸出的 鋸齒波284。比較器282在鋸齒波284和下面描述的片控制信號(hào)287之間進(jìn)行比較，將其轉(zhuǎn)換 為方波，以及經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器，將所提供的方波饋送到第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203、204的柵 極。在這種情況中，通過(guò)比較器282比較來(lái)自鋸齒波生成器283的由開(kāi)關(guān)頻率控制信 號(hào)292頻率調(diào)制的鋸齒波，且為了簡(jiǎn)化輸入電流波形信息檢測(cè)系統(tǒng)，執(zhí)行逆變器的半導(dǎo)體 開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷控制。具體地，在該實(shí)施例中，采用簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，其中，直接向混合器 281輸入輸入電流波形信息290?？蓪⒂糜趶拈_(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292產(chǎn)生第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203、204的驅(qū) 動(dòng)信號(hào)的部分配置為用于將開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換部分，使得在來(lái)自交流電源250的輸入電流大的部分，開(kāi)關(guān)頻率變高，而在該 輸入電流小的部分，開(kāi)關(guān)頻率變低，但是，該實(shí)施例并不限于此。為了相對(duì)于輸入電流波形信息290控制導(dǎo)通/關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203、204，將其 轉(zhuǎn)換為當(dāng)輸入電流大時(shí)提高開(kāi)關(guān)頻率、而當(dāng)輸入電流小時(shí)降低開(kāi)關(guān)頻率的極性。同樣，輸入 電壓波形信息249也被轉(zhuǎn)換為當(dāng)輸入電壓大時(shí)提高開(kāi)關(guān)頻率、而當(dāng)輸入電壓小時(shí)降低開(kāi)關(guān) 頻率的極性。因此，為產(chǎn)生這樣的波形，輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息在混合器中 經(jīng)歷反相處理，以便使用。圖18是鋸齒波(載波)生成器283的詳細(xì)的電路圖。將比較器2164和2165的 輸出輸入到SR觸發(fā)器2166的S端子和R端子。根據(jù)SR觸發(fā)器2166的非Q端子的輸出極 性，而切換電容器2163的充電和放電，當(dāng)該端子為高時(shí)，以電流IlO充電該電容器2163，而 當(dāng)該端子為低時(shí)，以電流111為電容器2163放電。當(dāng)電容器2163的電位超過(guò)Vl時(shí)，一旦 接收到比較器2164的高的輸出，SR觸發(fā)器2166的非Q端子被設(shè)置為低，而當(dāng)電容器2163 的電位下降到V2之下時(shí)，一旦接收到比較器2165的高的輸出，非Q端子被復(fù)位為高。根據(jù)該配置，電容器2163的電壓變得像鋸齒波(三角波)，且將該信號(hào)傳輸?shù)奖容^ 器 282。電容器2163的充電和放電電流IlO和111被確定為反映將開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào) 292的電壓和Vcc之間的電位差除以電阻值而產(chǎn)生的電流112，且三角波的傾斜度隨著電流 的幅度而改變。因此，通過(guò)在其上反映開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的110、111的大小確定開(kāi)關(guān)頻率。圖20A示出混合器281的示例?；旌掀?81具有三個(gè)輸入端子；向該三個(gè)端子加 入功率控制信息291、輸入電流波形信息290和輸入電壓波形信息249，且如該圖所示，在內(nèi) 部電路中將它們混合。如圖20B，如混合器281中的交流等效電路中所示，在來(lái)自功率控制信息291的輸 出之間形成高截止濾波器。因此，通過(guò)該濾波器而截去包含在功率控制中的高頻成分，其作 為對(duì)于輸入電流波形信息290整形輸入電流波形而言的障礙。如圖20C，如混合器281中交流等效電路中所示，在來(lái)自輸入電流波形信息290和 輸入電壓波形信息249的輸出之間形成低截止濾波器。因此，將功率控制信息291轉(zhuǎn)換為 混合器281的輸出的直流成分，以及將輸入電流波形信息290和輸入電壓波形信息249各 自轉(zhuǎn)換為交流成分。在實(shí)施例12中，如上所述，選擇輸入電流波形信息290或輸入電壓波形信息249 的信號(hào)中較大的一個(gè)，且將其轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203和204的開(kāi)關(guān)頻率以便 使用。通常，與微波爐等一起使用逆變器是已知的；將50到60個(gè)周期的商用交流電源整流 為直流，例如，通過(guò)逆變器將所提供的直流電源轉(zhuǎn)換為大約20到50KHz的高頻，并且，通過(guò) 由變壓器升高所提供的高頻、且進(jìn)一步在倍壓整流器中對(duì)其整流而提供的高壓被施加到磁 控管。存在兩種類型的逆變器系統(tǒng)，例如如本發(fā)明的圖16等所示，使用所謂的單端電 壓諧振型電路的導(dǎo)通時(shí)間調(diào)制系統(tǒng)，用于使用用于切換并改變用于改變輸出的開(kāi)關(guān)脈沖的 導(dǎo)通時(shí)間的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，其經(jīng)常被用于商用電源為100V的區(qū)域等；以及(半)橋 型電壓諧振型電路系統(tǒng)，用于交替地導(dǎo)通串聯(lián)連接的兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203和204，并控 制用于改變輸出的開(kāi)關(guān)頻率。橋型電壓諧振型電路系統(tǒng)是能夠以這樣的方式采用簡(jiǎn)單配置和控制的系統(tǒng)，該方式即如果開(kāi)關(guān)頻率升高，則輸出降低，而如果開(kāi)關(guān)頻率降低，則輸出增大。圖21A和21B是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例12所提供的波形的圖。當(dāng)磁控管正常 地振蕩時(shí)應(yīng)用該示例，也就是說(shuō)，顯示在普通運(yùn)行時(shí)間的狀態(tài)，且將輸入電流波形信息和輸 入電壓波形信息兩者均轉(zhuǎn)換為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203和204(開(kāi)關(guān)晶體管)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以便 使用。在圖21A和21B中，圖2IA示出輸入電流大的情況，而圖2IB則示出輸入電流小的 情況。實(shí)線代表下面的描述中主要使用的由本發(fā)明的功率控制單元校正之后的信號(hào)形狀， 并且，如下面所描述的，虛線則代表校正之前，來(lái)自交流電源250的瞬時(shí)波動(dòng)的輸出的信號(hào)形狀。在圖21A中，上部的(al)中的輸入電流波形信息的波形為在圖16中由整流器272 輸出和在圖17中由放大器285輸出的輸入電流波形信息290，點(diǎn)狀線示出校正之前，由磁 控管的非線性負(fù)載特性引起的波形。(al)中的輸入電壓波形信息的波形為從整形電路262 中輸出的輸入電壓波形信息294。圖21A的(a2)示出混合器281的校正輸出的開(kāi)關(guān)頻率 控制信號(hào)292。該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292具有隨著輸入電流波形信息290、輸入電壓波形信 息294和功率控制信息291而變化的大小，且進(jìn)一步被輸出為(al)的反相波形，以補(bǔ)償并 校正輸入電流的失真成分。圖21(A)的(a3)示出根據(jù)(a2)中所示開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)被頻率調(diào)制的鋸齒波 (載波)和片控制信號(hào)，并產(chǎn)生(a4)中所示的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203和204的導(dǎo) 通和關(guān)斷信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)彼此之間具有導(dǎo)通和關(guān)斷互補(bǔ)關(guān)系。如圖21A的(a4)那樣，通過(guò)向比較器282輸入經(jīng)頻率調(diào)制的鋸齒波284(載波) 和片控制信號(hào)287，且由比較器282在它們之間進(jìn)行比較所提供的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)像鋸齒波那樣要經(jīng)歷頻率調(diào)制。也就是說(shuō)，如該圖所示，在開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的幅值大的部分(0度、180度附近； 輸入電流小)，鋸齒波的頻率低，且因此被校正到用以提高上面所描述的來(lái)自諧振特性的輸 入電流的極性。由于在開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的幅值小的部分(90度、270度附近；輸入電流 大)，鋸齒波的頻率高，所以，輸出如(a4)中的頻率的脈沖串，作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)，以校正到用以降低上面所描述的來(lái)自諧振特性的輸入電流的極性。也就是說(shuō)，由于將 開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)(a2)反相，作為相對(duì)于輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息(al)的 校正波形，所以，以這樣的方式對(duì)與(al)相反的反相輸出執(zhí)行轉(zhuǎn)換，該方式即在輸入電流 波形信息和輸入電壓波形信息(al)的輸入大的部分(90度、270度附近)中，像(a4)中的 脈沖串信號(hào)那樣提高頻率，而在輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息(al)的輸入小的 部分(0度、180度處的過(guò)零附近)中，降低頻率。因此，提供輸入波形的校正效果；尤其是 在過(guò)零處附近，該效果顯著。底部(a5)處的波形表示第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203、204的開(kāi)關(guān)頻率。根據(jù) 通過(guò)反相示于(al)中的輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息而提供的校正波形的開(kāi)關(guān) 頻率控制信號(hào)(a2)，而頻率調(diào)制高頻鋸齒波，以及在經(jīng)高頻調(diào)制的鋸齒波和片控制信號(hào)之 間進(jìn)行比較，因此，執(zhí)行到20kHz至50KHz的高頻等的逆變器轉(zhuǎn)換，且產(chǎn)生(a4)中的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)。響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)(a4)，而導(dǎo)通和關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203、204，向變壓器的初級(jí)側(cè)輸入高頻功率，而在該變壓器的次級(jí)側(cè)產(chǎn)生升壓后的高壓。在(a5)中，為了可視化在商用電源 周期中、導(dǎo)通和關(guān)斷信號(hào)(a4)的每個(gè)脈沖的頻率如何改變，將頻率信息繪制在Y軸上，并連 接這些點(diǎn)。 上面所給出的描述示出與在相同狀態(tài)中提供來(lái)自交流電源250的輸入電流的狀 態(tài)相同的信號(hào)(例如，正弦波)。然而，通常，來(lái)自交流電源250的輸入電流偏離理想的正弦 波，且從瞬時(shí)的視點(diǎn)看是波動(dòng)的。虛線信號(hào)指示這樣的實(shí)際狀態(tài)。通常，實(shí)際信號(hào)偏離理想 信號(hào)的狀態(tài)，且如虛線所指示的，從商用電源的半周期(0到180度)的瞬時(shí)時(shí)段的視點(diǎn)來(lái) 看，發(fā)生瞬時(shí)波動(dòng)。由于變壓器和倍壓電路的升壓操作、倍壓電路的平滑特性、僅當(dāng)電壓為 ebm或更高時(shí)陽(yáng)極電流流入的磁控管特性等，而發(fā)生這樣的信號(hào)波形。也就是說(shuō)，對(duì)于磁控管而言，在逆變器中，波動(dòng)并不是必不可少的。在本發(fā)明的功率控制單元中，當(dāng)輸入電流檢測(cè)部分提供由在其上反映輸入電流的 波動(dòng)狀態(tài)的虛線所指示的輸入電流波形信息(見(jiàn)圖21A(al))、且選擇輸入電流波形信息 時(shí)，基于輸入電流波形信息執(zhí)行后面的控制。執(zhí)行該控制，使得發(fā)生在例如半周期的時(shí)段內(nèi) 的輸入電流波形信息的瞬時(shí)波動(dòng)被抑制，以便如由箭頭所指示的那樣，接近理想信號(hào)。通過(guò) 調(diào)整第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203、204的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而完成該抑制。具體地，如果輸入電流 波形信號(hào)290小于理想信號(hào)，則上面所描述的頻率變低，并且，為了增加輸入電流而進(jìn)行校 正。如果輸入電流波形信息大于理想信號(hào)，則上面所描述的頻率變高，并且，為了減小輸入 電流而進(jìn)行校正。同樣，在較短時(shí)段內(nèi)的瞬時(shí)波動(dòng)中，在頻率信息上反映波動(dòng)的波形，并對(duì) 上面所描述的進(jìn)行相似的校正。通過(guò)被提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203、204的瞬時(shí)波動(dòng)抑制操 作，而對(duì)輸入電流波形信息290進(jìn)行由箭頭所指示的校正，并且，始終對(duì)磁控管提供接近理 想波的輸入。在圖中并未示出校正之后的(a2)和(a3)中的信號(hào)。理想信號(hào)是虛擬信號(hào)， 且該信號(hào)可變?yōu)檎也āＲ簿褪钦f(shuō)，在如商用電源的半周期那樣的短時(shí)段內(nèi)，由于通過(guò)另一個(gè)手段控制輸 入電流等的幅度(功率控制)，所以，理想信號(hào)波形和輸入電流波形信息之間的瞬時(shí)誤差或 校正量的總和約為零。沿著允許輸入電流流入的方向校正由于非線性負(fù)載而造成輸入電流 不流動(dòng)的部分，且因此，減少輸入電流大的部分，并完成上面所提到的約為零。這意味著進(jìn) 行校正，使得甚至可將非線性負(fù)載的電流波形假設(shè)為線性負(fù)載，且由于商用電源電壓波形 為正弦波，所以，理想波形變?yōu)橄窳魅刖€性負(fù)載的電流波形那樣的正弦波。因此，為了消除輸入電流波形中的變化、以及相對(duì)于理想波形的過(guò)度和不足，在與 該波形相反的極性上校正輸入電流。因此，在控制環(huán)路中消除了在由磁控管的非線性負(fù)載 引起的商用電源周期的迅速電流變化(也就是失真)，并執(zhí)行輸入電流波形整形。此外，由于控制環(huán)路根據(jù)在輸入電流的瞬時(shí)值之后跟隨的輸入電流波形信息而操 作，所以，即使存在磁控管類型或磁控管特性的變化，或者即使發(fā)生由磁控管陽(yáng)極溫度或者 微波爐中的負(fù)載引起的ebm(陽(yáng)極到陰極電壓)波動(dòng)、或電源電壓波動(dòng)，也可以獨(dú)立于這些 影響而執(zhí)行輸入電流波形整形。具體地，在本發(fā)明中，基于瞬時(shí)波動(dòng)的輸入電流波形信息，而控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元 件。以輸入電流波形信息的形式，直接向混合器281輸入該輸入電流的瞬時(shí)波動(dòng)，且也在開(kāi) 關(guān)頻率控制信號(hào)292上反映該輸入電流的瞬時(shí)波動(dòng)，使得可以提供用于抑制輸入電流波形失真和瞬時(shí)波動(dòng)的、在跟蹤性能方面優(yōu)異的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明的主題是將具有信息的輸入電流波形信息或輸入電壓波形信息轉(zhuǎn)換為逆 變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以抑制輸入電流波形的失真和瞬時(shí)波動(dòng)。由于功率控 制信息291是用來(lái)在長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)(也就是說(shuō)，大約比商用電源周期長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi))控制功率波 動(dòng)的信息，且也不是本發(fā)明所針對(duì)的用于在像交流的半周期那樣的短時(shí)段內(nèi)校正瞬時(shí)波動(dòng) 的信息，所以，對(duì)于完成該目的來(lái)說(shuō)，該功率控制信息291并不是必不可少的。因此，混合器 281、比較器282和鋸齒波生成器283的采用也僅僅是本實(shí)施例的一個(gè)示例，至少等價(jià)于用 于選擇輸入電流波形信息或輸入電壓波形信息中較大的一個(gè)的選擇部分，并且，用于執(zhí)行 上面所描述的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換部分可以存在于輸入電流檢測(cè)部分和半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之間。為了使用功率控制信息，是否像上面所描述的實(shí)施例中那樣，將用于進(jìn)行控制使 得輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息291輸入到混合器281中并不是必 不可少的。也就是說(shuō)，在上面所描述的實(shí)施例中，功率控制信息291源自用于檢測(cè)輸入電流 的電流檢測(cè)部分271和整流器272 (圖16中)、或者分流電阻器286和放大器285 (圖17 中)，但是，可以向混合器281輸入用于進(jìn)行控制使得在逆變器240的任意點(diǎn)的電流或電壓 變?yōu)轭A(yù)定值的信息，作為功率控制信息。例如，可以完好地使用如圖16和17中所示的諧振 電路262的諧振電路電壓信息242作為功率控制信息，或者，可使用在經(jīng)歷由平滑電路273 的平滑、以及在比較器274中的與輸出設(shè)置信號(hào)的比較之后所提供的信息，作為功率控制 fn息ο接下來(lái)，圖21B通過(guò)比較而顯示相對(duì)于圖21A而言輸入電流小的情況；(bl)示出 當(dāng)輸入小時(shí)的輸入電流波形信息，且對(duì)應(yīng)于圖21A的(al) ； (b2)示出開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，且 對(duì)應(yīng)于圖21A的(a2)；以及(b3)示出半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，且對(duì)應(yīng)于圖21A的(a5)。 盡管未在該圖中示出，但是，當(dāng)然，也執(zhí)行與圖21A的(a3)和(a4)中所示的鋸齒波的比較 處理相同的處理。順便提及，如圖21B所示，如果輸入電流相對(duì)較小，則輸入電流波形信息的值也變 小，因此，輸入電流的波形整形性能將惡化。隨后，本發(fā)明中，如果輸入電壓波形信息(點(diǎn)狀 線)大于輸入電流波形信息，則如圖21B所示，輸入電壓波形信息被用于波形整形。在該實(shí) 施例中，衰減輸入電壓，并提供輸入電壓波形信息，以及將輸入電流轉(zhuǎn)換為電壓，并提供輸 入電流波形信息，因此，可在兩者的幅度之間進(jìn)行直接比較。因此，當(dāng)將輸入電流控制為小時(shí)，輸入電流波形信息變小，且輸入電流波形整形性 能惡化。然而，選擇大于電流波形的輸入電壓波形信息，并執(zhí)行輸入電流波形整形，使得抑 制輸入電流波形整形性能的惡化。因此，如果輸入電流小，也可以防止功率因子的急劇惡 化。例如，可以通過(guò)設(shè)置根據(jù)商用電源電壓波形的衰減因子(分壓比)而實(shí)現(xiàn)輸入電壓波 形信息的振幅(確定輸入電流是否為小的閾值)，使得該振幅大約變?yōu)樵谧畲筝斎腚娏鞯?50%到20%時(shí)的輸入電流波形信息的振幅?；谏厦嫠o出的圖21A和21B的描述涉及磁控管的普通運(yùn)行時(shí)間。下面，將討 論磁控管啟動(dòng)時(shí)間的操作。啟動(dòng)時(shí)間表示盡管將電壓施加于磁控管(對(duì)應(yīng)于非振蕩時(shí)間)， 在磁控管開(kāi)始振蕩之前的準(zhǔn)備階段的狀態(tài)。此時(shí)，不像普通運(yùn)行時(shí)間，磁控管的陽(yáng)極和陰極 之間的阻抗變?yōu)榈扔跓o(wú)窮大。順便提及，在本發(fā)明中，基于開(kāi)關(guān)頻率控制系統(tǒng)，通過(guò)功率控制來(lái)對(duì)來(lái)自商用交流電源250的電壓進(jìn)行乘法操作，也就是說(shuō)，基于開(kāi)關(guān)頻率控制系統(tǒng)，在功率控制下，對(duì)該商 用交流電源電壓進(jìn)行振幅調(diào)制，且將其施加到變壓器241的初級(jí)側(cè)。施加到初級(jí)側(cè)的電壓 的峰值與施加到磁控管212的電壓與從所施加的電壓定義的區(qū)域相關(guān)聯(lián)，并且，所流逝的 時(shí)間與提供給加熱器的功率相關(guān)。本發(fā)明中，在輸入電流波形信息290小的啟動(dòng)時(shí)間，也將輸入電壓波形信息249輸入到混合器281。也就是說(shuō)，采用這樣的模式特別是在啟動(dòng)時(shí)，輸入電壓作為參考信號(hào)補(bǔ)償輸入電流的不足。圖22A和22B是通過(guò)比較來(lái)描述當(dāng)加入輸入電壓波形信息時(shí)的操作和當(dāng)不加入輸 入電壓波形信息時(shí)的操作的圖；圖22A以從頂部開(kāi)始的順序顯示當(dāng)不加入輸入電壓波形信 息時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)、開(kāi)關(guān)頻率、施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓、施加到磁控管的電壓 以及加熱器輸入功率的波形。圖22B描述當(dāng)加入輸入電壓波形信息時(shí)(在啟動(dòng)時(shí)間)的操作。圖22k和22B均 示出根據(jù)隨后描述的實(shí)施例18等的結(jié)構(gòu)，限制施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓的峰值的情 況。此外，在圖22B中，通過(guò)所加入的輸入電壓波形信息的操作抑制施加到磁控管的電壓和 施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓的峰值，且波形顯示為梯形。像圖21A那樣，圖22B同樣以從 頂部開(kāi)始的順序示出開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)、開(kāi)關(guān)頻率、片控制信號(hào)、施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的 電壓、施加到磁控管的電壓、以及加熱器輸入功率的波形。如圖22A和22B所示，在0度和180度的相位附近，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率低， 因此，施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓和施加到磁控管的電壓的振幅寬度變得相對(duì)較大。另 一方面，由于在90度、270度相位附近，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率高，所以，相對(duì)抑制振幅 寬度，并且，波形的整個(gè)圖變?yōu)樘菪?，從與在0度和180度的相位處的振幅寬度的相對(duì)關(guān)系 顯示具有受抑制的峰值的形狀。在圖22A和圖22B中的施加到磁控管的電壓之間進(jìn)行比較，如果施加到磁控管的 電壓相同，則圖22B中的指示加熱器輸入功率的波形面積更大。因此，相比于圖22A，圖22B 中的加熱器輸入功率增加，使得在短時(shí)間內(nèi)加熱該加熱器，并使縮短啟動(dòng)時(shí)間變?yōu)榭赡堋D23是顯示本發(fā)明實(shí)施例12中所使用的用于選擇并反相輸入電流波形信息或 輸入電壓波形信息中較大的一個(gè)的比較反相電路(比較選擇電路；大于、等于、小于關(guān)系比 較、切換、反相電路)。如圖20、25、26所示，在該混合器281中提供該比較選擇電路。向緩沖晶體管中輸入輸入電流波形信息290和輸入電壓波形信息249，且將其輸 出輸入到具有公共的發(fā)射極電阻器和公共的集電極電阻器的兩個(gè)晶體管。提供該緩沖晶體 管，以防止輸入電流波形信息290和輸入電壓波形信息249的干擾。根據(jù)晶體管的二極管 特性，選擇較大的輸入信號(hào)，并向兩個(gè)晶體管的公共的發(fā)射極電阻器的公共連接點(diǎn)輸出，并 且，被輸入所選信號(hào)的晶體管導(dǎo)通。導(dǎo)通的晶體管的發(fā)射極電流和集電極電流反映輸入信 號(hào)的幅度。在公共集電極電阻的公共連接點(diǎn)的電位上反映集電極電流的幅度。當(dāng)發(fā)射極電壓變高時(shí)，集電極電流增加，且公共集電極電阻的壓降增大。也就是 說(shuō)，集電極電壓降低，且因此使得極性相對(duì)于輸入信號(hào)反相。信號(hào)轉(zhuǎn)換系數(shù)同樣根據(jù)集電 極電阻和發(fā)射極電阻之間的電阻值比率而改變。從與功率控制信號(hào)干擾的觀點(diǎn)來(lái)看，經(jīng)由 緩沖器執(zhí)行公共集電極電阻的信號(hào)的阻抗轉(zhuǎn)換、且隨后將該信號(hào)連接到電容器是更加有效 的。因此，在電路中，自動(dòng)執(zhí)行兩個(gè)信號(hào)的幅度判定和任一信號(hào)的選擇，將所選信號(hào)反相并輸出。(實(shí)施例13)本發(fā)明的實(shí)施例13涉及控制器(轉(zhuǎn)換部分)的結(jié)構(gòu)，且具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中， 在圖16中，選擇輸入電流波形信息290或輸入電壓波形信息249的信號(hào)中較大的，且將所 選信號(hào)和來(lái)自比較器274的功率控制信息混合、濾波，并轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 203,204的導(dǎo)通和關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)以便使用。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，處理符合磁控管的非線性負(fù)載特性的商用電源電壓波形信息不是必 要的，并簡(jiǎn)化頻率調(diào)制信號(hào)生成器，從而完成簡(jiǎn)化和小型化。進(jìn)而，根據(jù)該簡(jiǎn)單的配置，縮短 了啟動(dòng)時(shí)間，以及也加入用于防止過(guò)多的電壓被施加到磁控管的陽(yáng)極269和陰極270之間 的安全措施，以便改進(jìn)產(chǎn)品的可靠性。采用上面所描述的結(jié)構(gòu)，因此，使用輸入電流波形信息290的控制環(huán)路被專用于 波形整形，使用功率控制信息291的控制環(huán)路被專用于功率控制，并且，為了保持轉(zhuǎn)換效 率，在混合器281中，它們并不互相干擾。(實(shí)施例14)本發(fā)明的實(shí)施例14涉及輸入電流檢測(cè)部分。在圖16中，輸入電流檢測(cè)部分使用 CT 271等檢測(cè)逆變器的輸入電流，并對(duì)整流器272的輸出執(zhí)行整流。根據(jù)該配置，使用CT 等檢測(cè)該輸入電流，且因此在保持隔離屬性的同時(shí)，可以取得大的信號(hào)，使得輸入電流波形 整形的作用大，且提高輸入電流的質(zhì)量。在圖17所示的示例中，輸入電流檢測(cè)部分經(jīng)由被置于整流器260和平滑電路261 之間的分流電阻器286，在逆變器的整流器260中整流之后，檢測(cè)單向電流，通過(guò)放大器(放 大器)285放大跨越分流電阻器286出現(xiàn)的電壓，且輸出該電壓。由于該檢測(cè)部分不需要與 電子線路隔離，且也不需要執(zhí)行整流，所以，該配置具有以低成本配置該輸入電流檢測(cè)部分 的優(yōu)勢(shì)。示于圖17中的輸入電流檢測(cè)部分的放大器285衰減商用電源的高頻譜區(qū)域和高 頻開(kāi)關(guān)頻率的高頻部分等，以防止不必要的諧振。具體地，如圖19A和19B中輸入電流檢測(cè) 部分的詳細(xì)的圖所示，如在圖19A中，放大器285使用高頻截止電容器衰減商用電源的高頻 譜區(qū)域和高頻開(kāi)關(guān)頻率的高頻部分等。此外，對(duì)于如在圖19B的相位特性圖中所示的、由插入放大器285的高頻截止電容 器所發(fā)生的相位延遲，與該電容器串聯(lián)地插入電阻器，并加入相位超前補(bǔ)償，以防止過(guò)渡的 時(shí)間延遲，從而確?？刂骗h(huán)路的穩(wěn)定性。同樣，在圖16的整流器272中，使用用來(lái)衰減高頻 部分的結(jié)構(gòu)和用來(lái)加入相位超前補(bǔ)償、以防止過(guò)渡的時(shí)間延遲的結(jié)構(gòu)。如圖24所示，相似 的結(jié)構(gòu)也可以用于輸入電壓波形信息創(chuàng)建部分的整形電路247。(實(shí)施例15)實(shí)施例15涉及圖16和17中所示的混合器281。該混合器被提供有三個(gè)端子，如 圖20A所示，對(duì)所述端子輸入輸入電流波形信息290、輸入電壓波形信息249和功率控制信 息 291。輸入電流波形信息290和輸入電壓波形信息249被輸入到圖23中所示的加法和 反相電路，并被相加和反相。經(jīng)歷處理之后的信號(hào)和功率控制信息291被輸入到由C、R1和 R2組成的濾波器電路，并被濾波，且隨后，作為開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292被輸出到鋸齒波生成器。如圖20B的等效電路圖所示，該濾波器電路截止功率控制輸出291的高頻成分。采用 這樣的結(jié)構(gòu)，因此，妨礙輸入電流波形整形的高頻成分被截止，使得輸入電流波形的質(zhì)量提 高。另一方面，如圖20C的等效電路圖所示，對(duì)于輸入電流波形信息290和輸入電壓波形信 息249，形成低截止濾波器，以保護(hù)波形。(實(shí)施例16)如圖25中有關(guān)實(shí)施例16的混合器的結(jié)構(gòu)圖所示，本發(fā)明的實(shí)施例16控制用于合 并輸入電流檢測(cè)部分的輸入電流波形信息、輸入電壓檢測(cè)部分的輸入電壓波形信息、以及 功率控制信息的混合器的特性，其用于進(jìn)行控制，以通過(guò)提供輸入電流增大控制時(shí)間和減 小控制時(shí)間之間的差而使輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值，并減小控制時(shí)間。在圖25A的結(jié)構(gòu)圖中，根據(jù)用于降低/提高開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292的功率控制信 息291而導(dǎo)通/關(guān)斷SW21。如圖25B中等效電路所示，在輸入電流增大控制時(shí)間，為了降低 半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，關(guān)斷SW21，并且根據(jù)時(shí)間常量C*R2，逐漸地提高開(kāi)關(guān)頻率控 制信號(hào)。如圖25C中的等效電路所示，在輸入電流減小控制時(shí)間，為了提高半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元 件的開(kāi)關(guān)頻率，導(dǎo)通SW21，并且根據(jù)時(shí)間常量C* {R1*R2/ (R1+R2)}，快速地降低開(kāi)關(guān)頻率控 制信號(hào)。也就是說(shuō)，在輸入電流增大控制時(shí)間和輸入電流減小控制時(shí)間之間切換混合器281 的電路結(jié)構(gòu)。具體地，在輸入電流增大控制時(shí)間，將時(shí)間常量設(shè)置為大，而在輸入電流減小 控制時(shí)間，將時(shí)間常量設(shè)置為小。因此而提供了差異，由此，可以實(shí)現(xiàn)用于通常適度響應(yīng)的控制特性、以及用于如果 由于某種原因輸入電流暫時(shí)上升則減小快速響應(yīng)中的輸入電流以便防止成分破壞的控制 特性等。也可以確保用于磁控管的非線性負(fù)載的控制特性的安全。(實(shí)施例17)如圖26中有關(guān)實(shí)施例17的混合器的結(jié)構(gòu)圖所示，本發(fā)明的實(shí)施例17將用于控制 諧振電路的諧振電路電壓信息226的諧振電壓控制信息293輸入到混合器281。如圖26所示，根據(jù)在諧振電路的諧振電壓和基準(zhǔn)值之間進(jìn)行比較而提供的諧振 電壓控制信息293，導(dǎo)通/關(guān)斷SW22。如果諧振電壓低，則關(guān)斷SW22，且根據(jù)用于降低半導(dǎo)體 開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率的時(shí)間常量C*R2而逐漸地提高開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。如果諧振電壓高， 則導(dǎo)通SW22，且根據(jù)用于提高半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率的時(shí)間常量C*{R2*R3/(R2+R3)} 而快速地降低開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。也就是說(shuō)，響應(yīng)于諧振電路的諧振電壓的幅度，而切換混 合器281的電路結(jié)構(gòu)。具體地，如果諧振電壓低，則該時(shí)間常量增加，而如果諧振電壓高，則 該時(shí)間常量減小。當(dāng)磁控管不振蕩、也就是功率控制并不起作用時(shí)，對(duì)于防止過(guò)多電壓被應(yīng)用于磁 控管來(lái)說(shuō)，這種控制是有效的。在磁控管的振蕩開(kāi)始之后，優(yōu)選地，與在磁控管的振蕩開(kāi) 始之前相比，將與諧振電壓相比的基準(zhǔn)值設(shè)置為大，以使控制無(wú)效，并對(duì)功率控制不產(chǎn)生影 響。(實(shí)施例18)本發(fā)明的圖27中的實(shí)施例18采用這樣的配置，其中，在磁控管振蕩之前和之后之 間切換輸入電壓波形信息到輸入電流波形信息的添加量。在實(shí)施例18中，在圖16中的整 形電路247和混合器281之間提供切換開(kāi)關(guān)S23，并提供用于從整流器272的輸出檢測(cè)磁控管的振蕩啟動(dòng)的振蕩檢測(cè)器248。根據(jù)振蕩檢測(cè)器248的輸出，切換切換開(kāi)關(guān)S23與整形 電路247的連接點(diǎn)A和B。該整形電路247具有在二極管246和地之間串聯(lián)連接的三個(gè)分 壓電阻，用于從商用電源電壓劃分并輸出電源電壓信息。由于與接近于地的連接點(diǎn)B相比， 從商用電源電壓的衰減量小，所以，在更接近于商用電源250的連接點(diǎn)A處的電源電壓信息 大。在整形電路247中提供的電容器抑制來(lái)自商用電源的噪聲進(jìn)入到電源電壓信息中。當(dāng)從振蕩檢測(cè)器248的輸出中檢測(cè)磁控管被啟動(dòng)時(shí)，SW23被切換到連接點(diǎn)A。在 這種情況中，向混合器281中輸入更大的信號(hào)(輸入電壓波形信息)，且由于與上面所描述 的將SW23切換到連接點(diǎn)B相比，啟動(dòng)時(shí)間被縮短。當(dāng)振蕩檢測(cè)器248檢測(cè)到振蕩啟動(dòng)時(shí)，該SW23被切換到用于衰減信號(hào)的連接點(diǎn) B，使得當(dāng)輸入電流大時(shí)的輸入電流波形整形不受妨礙，且改善了當(dāng)輸入電流小時(shí)的功率因 子。因此，包括在磁控管振蕩啟動(dòng)之前和之后間的電源電壓信息的振幅切換方式，使得如果 在振蕩啟動(dòng)之后的電源電壓信息的振幅被設(shè)置為與不包括振幅切換方式的情況相同，則可 將振蕩啟動(dòng)之前的振幅設(shè)置為大，因此，上面所描述的縮短啟動(dòng)時(shí)間的效果變得更為顯著。圖28是相關(guān)于磁控管的振蕩檢測(cè)的時(shí)序圖，也示出隨著輸入電流的變化，諧振電 路的陽(yáng)極電流和諧振電壓中的變化。在磁控管212的振蕩啟動(dòng)之前，變壓器241的次級(jí)側(cè) 的阻抗非常大，也就是說(shuō)，磁控管的陽(yáng)極與陰極之間的阻抗為無(wú)窮大。因此，在變壓器的次 級(jí)側(cè)負(fù)載中幾乎不消耗功率，且將反映諧振電路的諧振電壓的諧振電壓控制信息293控制 (限制)為預(yù)定值，且因此，振蕩檢測(cè)器248的輸入電流小(圖28中的linl)。另一方面，在磁控管212的振蕩啟動(dòng)之后，磁控管的陽(yáng)極和陰極之間的阻抗減小， 變壓器的次級(jí)側(cè)的阻抗也減少。因此，由被控制(限制)為預(yù)定值的諧振電路的諧振電壓 驅(qū)動(dòng)重負(fù)載(磁控管)，因此，相比于振蕩啟動(dòng)之前，振蕩檢測(cè)器248的輸入電流變大(圖 28 中 lin2)。存在振蕩檢測(cè)器248的這樣的結(jié)構(gòu)使用當(dāng)將諧振電路的諧振電壓保持在給定級(jí) 別時(shí)、在磁控管的振蕩啟動(dòng)之前和之后間發(fā)生清楚的差異的特性，并且，由比較器等在圖28 中所示Iinl和lin2之間的預(yù)設(shè)振蕩檢測(cè)閾值電平和輸入電流檢測(cè)部分的輸出之間進(jìn)行比 較，并鎖存輸出，等等。(實(shí)施例I9)本發(fā)明的實(shí)施例19對(duì)開(kāi)關(guān)頻率加入限制，如圖29中有關(guān)實(shí)施例19的開(kāi)關(guān)頻率限 制電路的結(jié)構(gòu)圖所示。根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292，創(chuàng)建輸入到鋸齒波生成器283的頻率調(diào)制信號(hào)294， 經(jīng)由依賴于固定電壓Vl的第一限制電路295和依賴于固定電壓V2的第二限制電路296，接 收最低電壓和最高電壓的限制。作為電位限制，根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292和開(kāi)關(guān)頻率之間的關(guān)系，在前者中，限 制最高開(kāi)關(guān)頻率，而在后者中，限制最低開(kāi)關(guān)頻率。第一限制電路295限制最高頻率，以防止當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率提高時(shí)，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203 和204的切換損失增加。如果開(kāi)關(guān)頻率接近諧振頻率，則諧振電路262不正常地諧振，并且，該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件將被損壞等。該第二限制電路296具有限制最低頻率、以防止該現(xiàn)象的功能。(實(shí)施例2O)
如圖29中有關(guān)實(shí)施例20的片控制信號(hào)生成電路的結(jié)構(gòu)圖所示，本發(fā)明的實(shí)施例 20通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(晶體管)的導(dǎo)通占空比控制的功率控制，而補(bǔ)償由第一限制電路 295限制最高頻率的范圍。圖30為示出第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(晶體管)203的導(dǎo)通占空比和橋式諧振型逆變 器的高頻功率之間的關(guān)系的圖。當(dāng)導(dǎo)通占空比為50%時(shí)，該高頻功率變?yōu)榉逯?，且隨著導(dǎo)通 占空比低于或超過(guò)50%，該高頻功率降低。該第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通占空比和該第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通占空比是 互補(bǔ)的，且因此，在讀取時(shí)，圖30中X軸數(shù)值的0和100可替代。為了減少高頻輸出，也就是說(shuō)，為了減小輸入電流，沿著如上所述的用于增加開(kāi)關(guān) 頻率的方向，改變開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292，但是，在由第一限制電路295對(duì)頻率調(diào)制信號(hào)294 施加頻率限制的時(shí)段中，功率控制并不起作用。一旦像第一限制電路295那樣，接收到相同 的固定電壓Vl和開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292，則片控制信號(hào)生成電路297允許電流120在上面 提到的時(shí)段內(nèi)流動(dòng)，使得片控制信號(hào)287變化。圖31中，在X軸上獲取開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292的電位，且在Y軸上獲取受該信號(hào) 影響的各種信號(hào)。(a)顯示開(kāi)關(guān)頻率和頻率調(diào)制信號(hào)294;所述最高頻率被限制在電壓Vl 或更低，而最低頻率則被限制在V2或更高。(b)顯示片控制信號(hào)287在電壓Vl或更低的范 圍內(nèi)變化。(c)和(d)顯示下面所描述的一旦接收到片控制信號(hào)287，則第一和第二半導(dǎo)體 開(kāi)關(guān)元件203和204的導(dǎo)通占空比變化。圖32顯示圖31(c)和(d)中的占空比變化；跟隨片控制信號(hào)287中的變化，通過(guò) 比較器282從該信號(hào)和鋸齒波284導(dǎo)出的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件203和204的導(dǎo)通占 空比改變。由于片控制信號(hào)287在上面所述的不通過(guò)第一限制電路295施加頻率限制的時(shí) 段內(nèi)不改變，所以，導(dǎo)通占空比保持在大約50%附近；通過(guò)在施加頻率限制的范圍(也就是 說(shuō)，在基于頻率調(diào)制的功率控制不起作用的范圍)內(nèi)降低導(dǎo)通占空比，而降低高頻功率，以 便補(bǔ)償。為了完成該補(bǔ)償，相對(duì)于開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)292的電壓的片控制信號(hào)287的變化 開(kāi)始點(diǎn)可以包括上面所述的基于頻率調(diào)制的功率控制不起作用的VI，且并不限于VI。盡管參考電位重新變得必要，但如果從高于Vl的電位起產(chǎn)生變化，則高開(kāi)關(guān)頻率 的百分比降低，且因此，可以減輕半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的切換損失。(實(shí)施例21)本發(fā)明的實(shí)施例21涉及諧振電路，如圖33中的結(jié)構(gòu)圖所示，通過(guò)從由第一電容器 205、第二電容器206，和變壓器241的初級(jí)繞組208組成的諧振電路236中去掉第一電容器 205而提供諧振電路298。同樣，在該實(shí)施例中，如同上面所述的實(shí)施例，選擇輸入電流波形信息290或輸入 電壓波形信息249中較大的一個(gè)，且將所選信息轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，并調(diào)制逆變器 的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，因此，使得抑制電源諧波電流成為可能。(實(shí)施例22)本發(fā)明的實(shí)施例22涉及逆變器的結(jié)構(gòu)，如圖34所示，各自由兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 構(gòu)成的第一和第二串聯(lián)電路299和300與通過(guò)整流商用電源而提供的直流電源并聯(lián)連接，且其中連接變壓器241的初級(jí)繞組208和第二電容器206的諧振電路298的一端被連接到 一個(gè)串聯(lián)電路的中點(diǎn)，而相反端被連接到另一個(gè)串聯(lián)電路的中點(diǎn)。同樣，在該實(shí)施例中，如同上面所述的實(shí)施例，選擇輸入電流波形信息290或輸入 電壓波形信息249中較大的一個(gè)，且將所選信息轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，并調(diào)制逆變器 的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，因此，使得抑制電源諧波電流成為可能。(實(shí)施例23)本發(fā)明的實(shí)施例23涉及逆變器的結(jié)構(gòu)，如圖35所示，由兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成 的第一串聯(lián)電路299與通過(guò)整流商用電源而提供的直流電源并聯(lián)連接，且其中連接變壓器 241的初級(jí)繞組208和第二電容器206的諧振電路298的一端被連接到第一串聯(lián)電路299 的中點(diǎn)，而相反端被連接到交流等效電路的直流電源的一端。同樣在該實(shí)施例中，如同上面所述的實(shí)施例，選擇輸入電流波形信息290或輸入 電壓波形信息249中較大的一個(gè)，且將所選信息轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，并調(diào)制逆變器 的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，因此，使得抑制電源諧波電流成為可能。(實(shí)施例24)圖36是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例24描述高頻加熱設(shè)備的框圖。在圖36中，該高頻加 熱設(shè)備包括逆變器340、用于控制逆變器的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303和304的控制 器345以及磁控管312。該逆變器240包括交流電源350、二極管橋式整流器360、平滑電路 361、諧振電路336、第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303和304以及倍壓整流器211。在由四個(gè)二極管363構(gòu)成的二極管橋式整流器360中，整流交流電源350的交流 電壓，以及通過(guò)由電感器364和第三電容器307構(gòu)成的平滑電路361，將其轉(zhuǎn)換為直流電源 351。隨后，通過(guò)由第一電容器305、第二電容器306以及變壓器341的初級(jí)繞組308構(gòu)成的 諧振電路336、以及第一與第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303和304，來(lái)將其轉(zhuǎn)換為高頻交流，且通過(guò) 變壓器341，在變壓器的次級(jí)繞組309中感生高頻高壓。通過(guò)由電容器365、二極管366、電容器367以及二極管368構(gòu)成的倍壓整流器 311，在磁控管312的陽(yáng)極369和陰極370之間施加在該次級(jí)繞組209中感生的高頻高壓。 該變壓器341還包括用于加熱磁控管312的加熱器(陰極)370的三級(jí)繞組310。已經(jīng)描述 了逆變器340。下面，將討論用于控制逆變器340的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303和304的控 制器345。首先，將在交流電源350和二極管橋式整流器360之間提供的由CT (變流器)371 等組成的電流檢測(cè)部分連接到整流器372，并且，該CT 371和整流器372組成用于檢測(cè)逆變 器的輸入電流的輸入電流檢測(cè)部分。在CT 371中隔離且檢測(cè)逆變器的輸入電流，且在整流 器372中對(duì)輸出進(jìn)行整流，以產(chǎn)生輸入電流波形信息390。在平滑電路373中平滑由整流器372提供的電流信號(hào)，并且，比較器374在該電流 信號(hào)和來(lái)自用于輸出對(duì)應(yīng)于其它加熱輸出設(shè)置的輸出設(shè)置信號(hào)的輸出設(shè)置部分375的信 號(hào)之間進(jìn)行比較。為了控制功率的幅度，該比較器374在平滑電路373中平滑的輸入電流 信號(hào)和來(lái)自輸出設(shè)置部分375的設(shè)置信號(hào)之間進(jìn)行比較。因此，磁控管312的陽(yáng)極電流信 號(hào)、第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303和304的集電極電流信號(hào)等等也可以被用作輸入信號(hào)， 以替代在平滑電路373中被平滑的輸入電流信號(hào)。也就是說(shuō)，比較器374輸出功率控制信 息391，其用于進(jìn)行控制，使得輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值，但是，正如隨后所描述的，對(duì)于本發(fā)明而言，比較器374和功率控制信息391并不是必不可少的。同樣，如圖37中示例所示，由在二極管橋式整流器360和平滑電路361之間提供 的分流電阻器386和用于放大電流檢測(cè)部分的電壓的放大器385組成的電流檢測(cè)部分可以 組成輸入電流檢測(cè)部分，且其輸出可以被用作輸入電流波形信息390。在由二極管橋式整流 器360沿信號(hào)方向整流之后，該分流電阻器386檢測(cè)輸入電流。另一方面，本實(shí)施例中，控制器345還包括輸入電壓檢測(cè)部分，其由用于檢測(cè)交流 電源350的電壓并整流該電壓的一對(duì)二極管346、以及用于整形經(jīng)整流的電壓的波形以產(chǎn) 生輸入電壓波形信息349的整形電路347構(gòu)成。該控制器345進(jìn)一步包括實(shí)現(xiàn)用于檢測(cè)由 整流器372所提供的電流信號(hào)是否處于預(yù)定級(jí)別和磁控管是否振蕩的振蕩檢測(cè)部分的振 蕩檢測(cè)器348。該振蕩檢測(cè)器348根據(jù)電流信號(hào)的電平，檢測(cè)開(kāi)始振蕩的磁控管，并以時(shí)間 點(diǎn)作為界限，而將檢測(cè)之前的狀態(tài)分類為非振蕩狀態(tài)，而將檢測(cè)之后的狀態(tài)分類為振蕩狀 態(tài)。如果狀態(tài)被確定為非振蕩，則振蕩檢測(cè)器348將位于整形電路347和混合器381之間 的切換開(kāi)關(guān)SW33導(dǎo)通。換句話說(shuō)，該切換開(kāi)關(guān)SW33在直到振蕩檢測(cè)器348檢測(cè)磁控管的 振蕩的時(shí)段內(nèi)，使得輸入電壓檢測(cè)部分輸出輸入電壓波形信號(hào)349。注意到，盡管磁控管依 然按照商用電源的周期重復(fù)振蕩和非振蕩，但是，根據(jù)此處所提到的非振蕩而導(dǎo)通切換開(kāi) 關(guān)SW33，也就是說(shuō)，在振蕩啟動(dòng)之后的非振蕩并不與本發(fā)明相關(guān)。本實(shí)施例中，混合器381混合并濾波來(lái)自比較器374的輸入電流波形信息390和 功率控制信息391和輸入電壓波形信息349 (當(dāng)SW33導(dǎo)通時(shí))，并輸出開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào) 392。通過(guò)該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392頻率調(diào)制由鋸齒波生成器383輸出的鋸齒波384。比較器382在鋸齒波384和隨后描述的片控制信號(hào)387之間進(jìn)行比較，并轉(zhuǎn)換為 方波，以及經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器將所提供的方波傳輸?shù)降谝?、第二半?dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303、304的柵極。 在這種情況中，通過(guò)比較器382比較由開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392頻率調(diào)制的來(lái)自鋸齒波生成 器383的鋸齒波，且為了簡(jiǎn)化輸入電流波形信息檢測(cè)系統(tǒng)，而執(zhí)行逆變器半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 的導(dǎo)通/關(guān)斷。具體地，在該實(shí)施例中，采用在其中直接向混合器381輸入輸入電流波形信 息390的簡(jiǎn)化配置。用于從開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392中產(chǎn)生第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303、304的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)的部分可以被配置為用于將開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換部分，使得在來(lái)自交流電源350的輸入電流大的部分中，開(kāi)關(guān)頻率變高， 而在輸入電流小的部分中，開(kāi)關(guān)頻率變低，而該實(shí)施例并不限于此配置。具體地，本發(fā)明中，轉(zhuǎn)換部分將在直到檢測(cè)磁控管312的振蕩的時(shí)段內(nèi)輸出的輸入電流波形信息390和輸入電壓波形信息349轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303、304的 驅(qū)動(dòng)信號(hào)。為了相對(duì)于輸入電流波形信息390控制導(dǎo)通/關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303、304，將其 轉(zhuǎn)換為當(dāng)輸入電流大時(shí)提高開(kāi)關(guān)頻率、而當(dāng)輸入電流小時(shí)降低開(kāi)關(guān)頻率的極性。因此，為產(chǎn) 生這樣的波形，輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息在混合器中經(jīng)歷反相處理，以便使用。圖38是鋸齒波(載波)生成器283的詳細(xì)的電路圖。將比較器3164和3165的 輸出輸入到SR觸發(fā)器3166的S端子和R端子。根據(jù)SR觸發(fā)器3166的非Q端子的輸出極 性，而切換電容器3163的充電和放電；當(dāng)該端子為高時(shí)，以電流IlO充電該電容器3163，而當(dāng)該端子為低時(shí)，以電流111為電容器3163放電。當(dāng)電容器3163的電位超過(guò)Vl時(shí)，一旦 接收到比較器3164的高的輸出，SR觸發(fā)器2166的非Q端子被設(shè)置為低；當(dāng)電容器3163的 電位下降到V2之下時(shí)，一旦接收到比較器3165的高的輸出，非Q端子被復(fù)位為高。根據(jù)該配置，電容器3163的電壓變得像鋸齒波(三角波)，且將該信號(hào)傳輸?shù)奖容^器382。電容器3163的充電和放電電流IlO和111被確定為反映將開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào) 392的電壓和Vcc之間的電位差除以電阻值而產(chǎn)生的電流112，且三角波的傾斜度隨著電流 的幅度而改變。因此，通過(guò)在其上反映開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的110、111的大小，來(lái)確定開(kāi)關(guān)頻率。圖40A示出混合器381的示例?；旌掀?81具有三個(gè)輸入端子；向一個(gè)端子加入 功率控制信息391，向另一個(gè)端子輸入電流波形信息390，通過(guò)SW33向另一個(gè)端子輸入電壓 波形信息349，且如該圖所示，在內(nèi)部電路中將它們混合。向混合器381輸入輸入電流波形 信息390，并在反相電路中反相，以產(chǎn)生校正信號(hào)。如圖40B，如混合器381中的交流等效電路中所示，在來(lái)自功率控制信息391的輸 出之間形成高截止濾波器。因此，通過(guò)該濾波器而截去包含在功率控制中的高頻成分，其作 為對(duì)于輸入電流波形信息390整形輸入電流波形而言的障礙。如圖40C，如混合器381中交流等效電路中所示，在來(lái)自輸入電流波形信息390和 輸入電壓波形信息349的輸出之間形成低截止濾波器。因此，將功率控制信息391轉(zhuǎn)換為 混合器381的輸出的直流成分，以及將輸入電流波形信息390和輸入電壓波形信息349轉(zhuǎn) 換為交流成分。在實(shí)施例24中，如上所述，將輸入電流波形信息390或通過(guò)在磁控管的非振蕩時(shí) 間向輸入電流波形信息390加入輸入電壓波形信息349而提供的信號(hào)轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo) 體開(kāi)關(guān)元件303和304的開(kāi)關(guān)頻率以便使用。通常，與微波爐等一起使用逆變器是已知的； 將50到60個(gè)周期的商用交流電源整流為直流，例如，通過(guò)逆變器將所提供的直流電源轉(zhuǎn)換 為大約20到50KHz的高頻，并且，通過(guò)由變壓器升高所提供的高頻、且進(jìn)一步在倍壓整流器 中對(duì)其整流而提供的高壓被施加到磁控管。存在兩種類型的逆變器系統(tǒng)，例如如本發(fā)明的圖36等所示，使用所謂的單端電 壓諧振型電路的導(dǎo)通時(shí)間調(diào)制系統(tǒng)，用于使用用于切換并改變用于改變輸出的開(kāi)關(guān)脈沖的 導(dǎo)通時(shí)間的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，其經(jīng)常被用于商用電源為100V的區(qū)域等；以及(半)橋 型電壓諧振型電路系統(tǒng)，用于交替地導(dǎo)通串聯(lián)連接的兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303和304，并控 制用于改變輸出的開(kāi)關(guān)頻率。橋型電壓諧振型電路系統(tǒng)是能夠以這樣的方式采用簡(jiǎn)單配置 和控制的系統(tǒng)，該方式即如果開(kāi)關(guān)頻率升高，則輸出降低，而如果開(kāi)關(guān)頻率降低，則輸出增 大。圖41是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例24所提供的波形的圖。當(dāng)磁控管正常地振蕩時(shí) 應(yīng)用該示例，也就是說(shuō)，顯示在普通運(yùn)行時(shí)間的狀態(tài)。此時(shí)，振蕩檢測(cè)器348根據(jù)由整流器 372所提供的電流值，確定磁控管處于普通運(yùn)行之下，并關(guān)斷SW 33。因此，在運(yùn)行時(shí)，二極 管346和整形電路347不操作，也不產(chǎn)生輸入電壓波形信息349。在圖41A和41B中，圖41A示出輸入電流大的情況，而圖4IB示出輸入電流小的情 況。實(shí)線代表下面的描述中主要使用的由本發(fā)明的功率控制單元校正之后的信號(hào)形狀，并且，如下面所描述的，虛線則代表校正之前，來(lái)自交流電源350的瞬時(shí)波動(dòng)的輸出的信號(hào)形狀。在圖41A中，上部的(al)中的輸入電流波形信息的波形為在圖36中由整流器372 輸出和在圖37中由放大器385輸出的輸入電流波形信息390，并且，點(diǎn)狀線示出校正之前， 由磁控管的非線性負(fù)載特性引起的波形。圖41A的(a2)示出混合器381的校正輸出的開(kāi) 關(guān)頻率控制信號(hào)392。該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392具有隨著輸入電流波形信息390、輸入電壓 波形信息394和功率控制信息391而變化的大小，且進(jìn)一步被輸出為(al)的反相波形，以 補(bǔ)償并校正輸入電流的失真成分。圖41(A)的(a3)示出根據(jù)(a2)中所示開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)被頻率調(diào)制的鋸齒波 (載波)和片控制信號(hào)，并產(chǎn)生(a4)中所示的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303和304的導(dǎo) 通和關(guān)斷信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)彼此之間具有導(dǎo)通和關(guān)斷互補(bǔ)關(guān)系。如圖41A的(a4)那樣，通過(guò)向比較器382輸入經(jīng)頻率調(diào)制的鋸齒波384(載波) 和片控制信號(hào)387，且由比較器382在它們之間進(jìn)行比較所提供的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)像鋸齒波那樣要經(jīng)歷頻率調(diào)制。也就是說(shuō)，如該圖所示，在開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的幅值大的部分(0度、180度附近； 輸入電流小)，鋸齒波的頻率低，且因此被校正到用以提高上面所描述的來(lái)自諧振特性的輸 入電流的極性。由于在開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的幅值小的部分(90度、270度附近；輸入電流 大)，鋸齒波的頻率高，所以，輸出如(a4)中的頻率的脈沖串，作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)，以校正到用以降低上面所描述的來(lái)自諧振特性的輸入電流的極性。也就是說(shuō)，由于將 開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)(a2)反相，作為相對(duì)于輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息(al)的 校正波形，所以，以這樣的方式對(duì)與(al)相反的反相輸出執(zhí)行轉(zhuǎn)換，該方式即在輸入電流 波形信息和輸入電壓波形信息(al)的輸入大的部分(90度、270度附近)中，像(a4)中的 脈沖串信號(hào)那樣提高頻率，而在輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息(al)的輸入小的 部分(0度、180度處的過(guò)零附近)中，降低頻率。因此，提供輸入波形的校正效果；尤其是 在過(guò)零處附近，該效果顯著。底部(a5)處的波形表示第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303、304的開(kāi)關(guān)頻率。根據(jù) 通過(guò)反相示于(al)中的輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息而提供的校正波形的開(kāi)關(guān) 頻率控制信號(hào)(a2)，而頻率調(diào)制高頻鋸齒波，以及在經(jīng)高頻調(diào)制的鋸齒波和片控制信號(hào)之 間進(jìn)行比較，因此，執(zhí)行到20kHz至50KHz的高頻等的逆變器轉(zhuǎn)換，且產(chǎn)生(a4)中的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)。響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)(a4)，而導(dǎo)通和關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303、304，向變壓器的初級(jí)側(cè)輸入 高頻功率，而在該變壓器的次級(jí)側(cè)產(chǎn)生升壓后的高壓。在(a5)中，為了可視化在商用電源 周期中、導(dǎo)通和關(guān)斷信號(hào)(a4)的每個(gè)脈沖的頻率如何改變，將頻率信息繪制在Y軸上，并連 接這些點(diǎn)。上面所給出的描述示出與在相同狀態(tài)中提供來(lái)自交流電源350的輸入電流的狀 態(tài)相同的信號(hào)(例如，正弦波)。然而，通常，來(lái)自交流電源350的輸入電流偏離理想的正弦 波，且從瞬時(shí)的視點(diǎn)看是波動(dòng)的。虛線信號(hào)指示這樣的實(shí)際狀態(tài)。通常，實(shí)際信號(hào)偏離理想 信號(hào)的狀態(tài)，且如虛線所指示的，從商用電源的半周期(0到180度)的瞬時(shí)時(shí)段的視點(diǎn)來(lái) 看，發(fā)生瞬時(shí)波動(dòng)。由于變壓器和倍壓電路的升壓操作、倍壓電路的平滑特性、僅當(dāng)電壓為 ebm或更高時(shí)陽(yáng)極電流流入的磁控管特性等，而出現(xiàn)這樣的信號(hào)波形。也就是說(shuō)，對(duì)于磁控管而言，在逆變器中，波動(dòng)并不是必不可少的。在本發(fā)明的功率控制單元中，當(dāng)輸入電流檢測(cè)部分提供由在其上反映輸入電流的 波動(dòng)狀態(tài)的虛線所指示的輸入電流波形信息(見(jiàn)圖41A(al))時(shí)，基于輸入電流波形信息執(zhí) 行后面的控制。執(zhí)行該控制，使得發(fā)生在例如半周期的時(shí)段內(nèi)的輸入電流波形信息的瞬時(shí) 波動(dòng)被抑制，以便如由箭頭所指示的那樣，接近理想信號(hào)。通過(guò)調(diào)整第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件303、304的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而完成該抑制。具體地，如果輸入電流波形信號(hào)390小于理想信 號(hào)，則上面所描述的頻率變低，并且，為了增加輸入電流而進(jìn)行校正。如果輸入電流波形信 息大于理想信號(hào)，則上面所描述的頻率變高，并且，為了減小輸入電流而進(jìn)行校正。同樣，在 較短時(shí)段內(nèi)的瞬時(shí)波動(dòng)中，在頻率信息上反映波動(dòng)的波形，并對(duì)上面所描述的進(jìn)行相似的校正。通過(guò)被提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303、304的瞬時(shí)波動(dòng)抑制操 作，而對(duì)輸入電流波形信息390進(jìn)行由箭頭所指示的校正，并且，始終對(duì)磁控管提供接近理 想波的輸入。在該圖中并未示出校正之后的(a2)和(a3)中的信號(hào)。理想信號(hào)是虛擬信號(hào)， 且該信號(hào)可變?yōu)檎也āＲ簿褪钦f(shuō)，在如商用電源的半周期那樣的短時(shí)段內(nèi)，由于通過(guò)另一個(gè)手段控制輸 入電流等的幅度(功率控制)，所以，理想信號(hào)波形和輸入電流波形信息之間的瞬時(shí)誤差或 校正量的總和約為零。沿著允許輸入電流流入的方向校正由于非線性負(fù)載而造成輸入電流 不流動(dòng)的部分，且因此，減少輸入電流大的部分，并完成上面所提到的約為零。這意味著進(jìn) 行校正，使得甚至可將非線性負(fù)載的電流波形假設(shè)為線性負(fù)載，且由于商用電源電壓波形 為正弦波，所以，理想波形變?yōu)橄窳魅刖€性負(fù)載的電流波形那樣的正弦波。因此，為了消除輸入電流波形中的變化、以及相對(duì)于理想波形的過(guò)度和不足，在與 該波形相反的極性上校正輸入電流。因此，在控制環(huán)路中消除了在由磁控管的非線性負(fù)載 引起的商用電源周期的迅速電流變化(也就是失真)，并執(zhí)行輸入電流波形整形。此外，由于控制環(huán)路根據(jù)在輸入電流的瞬時(shí)值之后跟隨的輸入電流波形信息而操 作，所以，即使存在磁控管類型或磁控管特性的變化，或者即使發(fā)生由磁控管陽(yáng)極溫度或者 微波爐中的負(fù)載引起的ebm(陽(yáng)極到陰極電壓)波動(dòng)、或電源電壓波動(dòng)，也可以獨(dú)立于這些 影響而執(zhí)行輸入電流波形整形。具體地，在本發(fā)明中，基于瞬時(shí)波動(dòng)的輸入電流波形信息，而控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元 件。以輸入電流波形信息的形式，直接向混合器381輸入該輸入電流的瞬時(shí)波動(dòng)，且也在開(kāi) 關(guān)頻率控制信號(hào)392上反映該輸入電流的瞬時(shí)波動(dòng)，使得可以提供用于抑制輸入電流波形 失真和瞬時(shí)波動(dòng)的、在跟蹤性能方面優(yōu)異的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明的主題是將具有用于抑制輸入電流波形的失真和瞬時(shí)波動(dòng)的信息的輸入 電流波形信息或輸入電壓波形信息轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由于功率 控制信息391是用來(lái)在長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)(也就是說(shuō)，大約比商用電源周期長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi))控制功率 波動(dòng)的信息，且也不是本發(fā)明所針對(duì)的用于在像交流的半周期那樣的短時(shí)段內(nèi)校正瞬時(shí)波 動(dòng)的信息，所以，對(duì)于完成該目的來(lái)說(shuō)，該功率控制信息391并不是必不可少的。因此，混合 器381、比較器382和鋸齒波生成器383的采用也僅僅是本實(shí)施例的一個(gè)示例，至少用于執(zhí) 行上面所描述的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換部分的等價(jià)物可以存在于輸入電流檢測(cè)部分和半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元 件之間。
為了使用功率控制信息，是否像上面所描述的實(shí)施例中那樣，將用于進(jìn)行控制使 得輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息391輸入到混合器381中并不是必 不可少的。也就是說(shuō)，在上面所描述的實(shí)施例中，功率控制信息391源自用于檢測(cè)輸入電流 的電流檢測(cè)部分371和整流器372 (圖36中)、或者分流電阻器386和放大器385 (圖37 中)，但是，可以向混合器381輸入用于進(jìn)行控制使得在逆變器340的任意點(diǎn)的電流或電壓 變?yōu)轭A(yù)定值的信息，作為功率控制信息。例如，可以完好地使用如圖36和37中所示的諧振 電路362的諧振電路電壓信息342作為功率控制信息，或者，可使用在經(jīng)歷由平滑電路373 的平滑、以及在比較器374中的與輸出設(shè)置信號(hào)的比較之后所提供的信息，作為功率控制信息。接下來(lái)，圖41B通過(guò)比較而顯示相對(duì)于圖41A而言輸入電流小的情況；(bl)示出 當(dāng)輸入小時(shí)的輸入電流波形信息，且對(duì)應(yīng)于圖41A的(al) ； (b2)示出開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，且 對(duì)應(yīng)于圖41A的(a2)；以及(b3)示出半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，且對(duì)應(yīng)于圖41A的(a5)。 盡管未在該圖中示出，但是，當(dāng)然，也執(zhí)行與圖41A的(a3)和(a4)中所示的鋸齒波的比較 處理相同的處理?；谏厦嫠o出的圖41A和41B的描述涉及磁控管的普通運(yùn)行時(shí)間。下面，將討論 在磁控管啟動(dòng)時(shí)間的操作。啟動(dòng)時(shí)間表示盡管將電壓加入到磁控管(相應(yīng)于非振蕩時(shí)間)， 磁控管開(kāi)始振蕩之前的準(zhǔn)備階段的狀態(tài)。在磁控管啟動(dòng)時(shí)(相應(yīng)于非振蕩時(shí)間)，不像普通運(yùn)行時(shí)間，磁控管的陽(yáng)極和陰極 之間的阻抗變?yōu)榈扔跓o(wú)窮大。由于普通運(yùn)行時(shí)間和啟動(dòng)時(shí)間之間的差異經(jīng)由變壓器341對(duì) 輸入電流的狀態(tài)起作用，所以，振蕩檢測(cè)器348可以根據(jù)由整流器372所提供的電流值，確 定磁控管是否處于啟動(dòng)時(shí)間。如果振蕩檢測(cè)器348確定磁控管處于啟動(dòng)時(shí)間，則其關(guān)斷SW 33。因此，在啟動(dòng)時(shí)間，二極管346和整形電路347運(yùn)行，并產(chǎn)生輸入電壓波形信息349。順便提及，在本發(fā)明中，基于開(kāi)關(guān)頻率控制系統(tǒng)，通過(guò)功率控制來(lái)對(duì)來(lái)自商用交流 電源350的電壓進(jìn)行乘法操作，也就是說(shuō)，基于開(kāi)關(guān)頻率控制系統(tǒng)，在功率控制下，對(duì)該商 用交流電源電壓進(jìn)行振幅調(diào)制，且將其施加到變壓器341的初級(jí)側(cè)。施加到初級(jí)側(cè)的電壓 的峰值和施加到磁控管312的電壓與從所施加的電壓定義的區(qū)域相關(guān)聯(lián)，并且，所流逝的 時(shí)間與提供給加熱器的功率相關(guān)。在本發(fā)明中，在輸入電流波形信息390小的啟動(dòng)時(shí)間，也將輸入電壓波形信息349 輸入到混合器381。也就是說(shuō)，采用這樣的模式特別是在啟動(dòng)時(shí)，輸入電壓作為參考信號(hào) 補(bǔ)償輸入電流的不足。圖42是通過(guò)比較來(lái)描述當(dāng)加入輸入電壓波形信息時(shí)的操作和當(dāng)不加入輸入電壓 波形信息時(shí)的操作的圖；圖42A以從頂部開(kāi)始的順序顯示當(dāng)不加入輸入電壓波形信息時(shí)， 開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)、開(kāi)關(guān)頻率、施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓、施加到磁控管的電壓以及加 熱器輸入功率的波形。圖42B描述當(dāng)加入輸入電壓波形信息時(shí)(在啟動(dòng)時(shí)間)的操作。圖42A和42B均 示出根據(jù)隨后描述的實(shí)施例30等的結(jié)構(gòu)而限制施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓的峰值的情 況。此外，在圖42B中，通過(guò)所加入的輸入電壓波形信息的操作，抑制施加到磁控管的電壓 和施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓的峰值，且波形顯示為梯形。像圖41A那樣，圖42B同樣以 從頂部開(kāi)始的順序示出開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)、開(kāi)關(guān)頻率、施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓、施加到磁控管的電壓、以及加熱器輸入功率的波形。如圖42A和42B所示，在0度和180度的相位附近，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率低， 因此，施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓和施加到磁控管的電壓的振幅寬度變得相對(duì)較大。另 一方面，由于在90度、270度相位附近，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率高，所以，相對(duì)抑制振幅 寬度，并且，波形的整個(gè)圖變?yōu)樘菪?，從與在0度和180度的相位處的振幅寬度的相對(duì)關(guān)系 顯示具有受抑制的峰值的形狀。在圖42A和圖42B中的施加到磁控管的電壓之間進(jìn)行比較，如果施加到磁控管的 電壓相同，則圖42B中的指示加熱器輸入功率的波形面積更大。也就是說(shuō)，相比于圖42A, 圖42B中的加熱器輸入功率增加，使得在短時(shí)間內(nèi)加熱該加熱器，并使縮短啟動(dòng)時(shí)間變?yōu)?可能。在這種情況中，存在振蕩檢測(cè)器的這樣的結(jié)構(gòu)使用具有當(dāng)磁控管開(kāi)始振蕩時(shí)輸 入電流增加、且通過(guò)比較器等比較輸入電流檢測(cè)部分的輸出和振蕩檢測(cè)閾值電平并鎖存輸 出等等的特性。圖43是顯示本發(fā)明實(shí)施例24中所使用的用于添加輸入電流波形信息和輸入電壓 波形信息的加法和反相電路。如圖40A到40C、45A到45C和46所示，在該混合器381中提 供該加法和反相電路。向緩沖晶體管中輸入輸入電流波形信息390和輸入電壓波形信息349，且將其輸 出輸入到具有公共的集電極電阻器的兩個(gè)晶體管。提供該緩沖晶體管，以防止輸入電流波 形信息390和輸入電壓波形信息349的干擾。響應(yīng)于輸入信號(hào)的幅度的電流(發(fā)射極電 流)流入到兩個(gè)晶體管的發(fā)射極電阻器，而響應(yīng)于發(fā)射極電流的增量，在公共的集電極電 阻器中發(fā)生壓降。當(dāng)發(fā)射極電壓變高時(shí)，上述電流增加，且壓降增大。也就是說(shuō)，集電極電壓降低，且 因此使得極性相對(duì)于輸入信號(hào)反相。信號(hào)轉(zhuǎn)換系數(shù)也根據(jù)集電極電阻和發(fā)射極電阻之間的 電阻值比率而改變。從功率控制信號(hào)干擾的觀點(diǎn)來(lái)看，經(jīng)由緩沖器執(zhí)行公共集電極電阻的 信號(hào)的阻抗轉(zhuǎn)換、且隨后將該信號(hào)連接到電容器是更加有效的。因此，所述電路將兩個(gè)信號(hào) 相加，并反相，且輸出所得到的信號(hào)。(實(shí)施例邪)本發(fā)明的實(shí)施例25涉及控制器(轉(zhuǎn)換部分)的結(jié)構(gòu)，且具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，將 輸入電流波形信息和在磁控管的非振蕩時(shí)間通過(guò)進(jìn)一步添加輸入電壓波形信息提供的信 號(hào)、以及來(lái)自比較器374的功率控制信息混合并濾波，并轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 303,304的導(dǎo)通和關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)以便使用。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，處理符合磁控管的非線性負(fù)載特性的商用電源電壓波形信息不是必 要的，簡(jiǎn)化頻率調(diào)制信號(hào)生成器，從而完成簡(jiǎn)化和小型化。進(jìn)而，根據(jù)該簡(jiǎn)化配置，將輸入電 壓波形信息349加到輸入電流波形信息390，且為了縮短啟動(dòng)時(shí)間，而增加在啟動(dòng)時(shí)的加熱 器功率，并加入用于防止過(guò)量電壓被施加到磁控管的陽(yáng)極369和陰極370之間的安全措施， 以改善產(chǎn)品的可靠性。采用上面所描述的結(jié)構(gòu)，因此，使用輸入電流波形信息390的控制環(huán)路被專用于 輸入電流的波形整形，使用功率控制信息391的控制環(huán)路被專用于功率控制，以及為了保 持轉(zhuǎn)換效率，在混合器381中，它們并不互相干擾。
(實(shí)施例26)本發(fā)明的實(shí)施例26涉及輸入電流檢測(cè)部分。如圖36所示，輸入電流檢測(cè)部分使 用CT 371等檢測(cè)逆變器的輸入電流，并對(duì)整流器372的輸出執(zhí)行整流。根據(jù)該配置，使用 CT等檢測(cè)該輸入電流，且因此在保持隔離屬性的同時(shí)，可以取得大的信號(hào)，使得輸入電流波 形整形的作用大，且提高輸入電流的質(zhì)量。在圖37所示的示例中，輸入電流檢測(cè)部分經(jīng)由被置于整流器360和平滑電路361 之間的分流電阻器386，在逆變器的整流器360中整流之后，檢測(cè)單向電流，通過(guò)放大器(放 大器)385放大跨越分流電阻器386出現(xiàn)的電壓，且輸出該電壓。由于該檢測(cè)部分不需要與 電子線路隔離，且也不需要執(zhí)行整流，所以，該配置具有以低成本配置該輸入電流檢測(cè)部分 的優(yōu)勢(shì)。示于圖37中的輸入電流檢測(cè)部分的放大器385衰減商用電源的高頻譜區(qū)域和高 頻開(kāi)關(guān)頻率的高頻部分等，以防止不必要的諧振。具體地，如圖39A和39B中輸入電流檢測(cè) 部分的詳細(xì)的圖所示，如在圖39A中，放大器385使用高頻截止電容器來(lái)衰減商用電源的高 頻譜區(qū)域和高頻開(kāi)關(guān)頻率的高頻部分等。此外，對(duì)于如在圖39B的相位特性圖中所示的、由插入放大器385的高頻截止電容 器所發(fā)生的相位延遲，與該電容器串聯(lián)地插入電阻器，并加入相位超前補(bǔ)償，以防止過(guò)渡的 時(shí)間延遲，從而確保控制環(huán)路的穩(wěn)定性。同樣，在圖36的整流器372中，使用用來(lái)衰減高頻 部分的結(jié)構(gòu)和用來(lái)加入相位超前補(bǔ)償、以防止過(guò)渡的時(shí)間延遲的結(jié)構(gòu)。如圖44所示，相似 的結(jié)構(gòu)也可以用于輸入電壓波形信息創(chuàng)建部分的整形電路347。(實(shí)施例27)實(shí)施例27涉及圖36和37中所示的混合器381。如圖40A所示，該混合器被提供 有三個(gè)輸入端子，用于輸入電流波形信息390、輸入電壓波形信息349和功率控制信息391。 根據(jù)該配置，補(bǔ)償加熱器輸入功率，且可以縮短啟動(dòng)時(shí)間。輸入電流波形信息390和輸入電壓波形信息349(當(dāng)SW3為導(dǎo)通時(shí))被輸入到圖 43中所示的加法和反相電路，并被相加和反相。經(jīng)歷處理之后的信號(hào)和功率控制信息391 被輸入到由C、Rl和R2組成的濾波器電路，并被濾波，且隨后，作為開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392 被輸出到鋸齒波生成器。如圖40B的等效電路圖所示，該濾波器電路截止功率控制輸出391 的高頻成分。采用這樣的結(jié)構(gòu)，因此，妨礙輸入電流波形整形的高頻成分被截止，使得輸入 電流波形的質(zhì)量提高。另一方面，如圖40C的等效電路圖所示，對(duì)于輸入電流波形信息390 和輸入電壓波形信息349，形成低截止濾波器，以保護(hù)波形。(實(shí)施例)如圖45A至45C中有關(guān)實(shí)施例28的混合器的結(jié)構(gòu)圖所示，本發(fā)明的實(shí)施例28控 制用于合并輸入電流檢測(cè)部分的輸入電流波形信息、輸入電壓檢測(cè)部分的輸入電壓波形信 息、以及功率控制信息的混合器的特性，其用于進(jìn)行控制，以通過(guò)提供輸入電流增大控制時(shí) 間和減小控制時(shí)間之間的差而使輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值，并減小控制時(shí)間。在圖45A的結(jié)構(gòu)圖中，根據(jù)用于降低/提高開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392的功率控制信 息391而導(dǎo)通/關(guān)斷SW31。如圖25B中等效電路所示，在輸入電流增大控制時(shí)間，為了降低 半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，關(guān)斷SW31，并且根據(jù)時(shí)間常量C*R2，逐漸地提高開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。
如圖45C中的等效電路所示，在輸入電流減小控制時(shí)間，為了提高半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，導(dǎo)通SW31，并且根據(jù)時(shí)間常量C* {R1*R2/ (R1+R2)}，快速地降低開(kāi)關(guān)頻率控 制信號(hào)。也就是說(shuō)，在輸入電流增大控制時(shí)間和輸入電流減小控制時(shí)間之間切換混合器381 的電路結(jié)構(gòu)。具體地，在輸入電流增大控制時(shí)間，將時(shí)間常量設(shè)置為大，而在輸入電流減小 控制時(shí)間，將時(shí)間常量設(shè)置為小。因此而提供了差異，由此，可以實(shí)現(xiàn)用于通常適度響應(yīng)的控制特性、以及用于如果 由于某種原因輸入電流暫時(shí)上升則減小快速響應(yīng)中的輸入電流以便防止成分破壞的控制 特性等。也可以確保用于磁控管的非線性負(fù)載的控制特性的安全。(實(shí)施例29)如圖46中有關(guān)實(shí)施例29的混合器的結(jié)構(gòu)圖所示，本發(fā)明的實(shí)施例29將用于控制 諧振電路的諧振電路電壓信息326的諧振電壓控制信息393輸入到混合器381。如圖46所示，根據(jù)在諧振電路的諧振電壓和基準(zhǔn)值之間進(jìn)行比較而提供的諧振 電壓控制信息393，導(dǎo)通/關(guān)斷SW32。如果諧振電壓低，則關(guān)斷SW32，且根據(jù)用于降低半導(dǎo)體 開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率的時(shí)間常量C*R2而逐漸地提高開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。如果諧振電壓高， 則導(dǎo)通SW32，且根據(jù)用于提高半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率的時(shí)間常量C*{R2*R3/(R2+R3)} 而快速地降低開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。也就是說(shuō)，響應(yīng)于諧振電路的諧振電壓的幅度，而切換混 合器381的電路結(jié)構(gòu)。具體地，如果諧振電壓低，則該時(shí)間常量增加，而如果諧振電壓高，則 該時(shí)間常量減小。圖47是相關(guān)于磁控管的振蕩檢測(cè)的時(shí)序圖，并也示出隨著輸入電流的變化的陽(yáng) 極電流和諧振電路的諧振電壓的變化。在磁控管312的振蕩開(kāi)始之前，變壓器341的次級(jí) 側(cè)的阻抗非常大，也就是說(shuō)，磁控管的陽(yáng)極和陰極之間的阻抗為無(wú)窮大。因此，在變壓器的 次級(jí)側(cè)負(fù)載中幾乎不消耗功率，且將反映諧振電路的諧振電壓的諧振電壓控制信息393控 制(限制)為預(yù)定值，因此，振蕩檢測(cè)器348的輸入電流小(圖47中的linl)。另一方面，在磁控管312的振蕩開(kāi)始之后，磁控管的陽(yáng)極和陰極之間的阻抗減少， 且變壓器的次級(jí)側(cè)的阻抗也減少。因此，使用被控制(限制)在預(yù)定值的諧振電路的諧振 電壓驅(qū)動(dòng)重負(fù)載(磁控管)，因此，相比于振蕩開(kāi)始之前，振蕩檢測(cè)器348的輸入電路變大 (圖47中的lin2)。在上面所提到的Iinl和lin2之間預(yù)設(shè)上面所描述的振蕩檢測(cè)器348的振蕩檢測(cè) 閾值電平。也就是說(shuō)，采用當(dāng)諧振電路的諧振電壓保持在給定值時(shí)、在振蕩開(kāi)始前和振蕩開(kāi) 始后之間的輸入電流中的清楚的差異的發(fā)生，作為確定材料。在該圖中所示的示例中，假設(shè) 隨著陽(yáng)極電流的增加，在振蕩檢測(cè)器348的輸入電流開(kāi)始增加之后到達(dá)閾值電平的時(shí)間為 tl，以及用于振蕩檢測(cè)器348隨后確定振蕩開(kāi)始所需的時(shí)間為t2。此時(shí)，盡管振蕩開(kāi)始，諧 振電路的諧振電壓控制也工作t3 = tl+t2的時(shí)間，直到確定振蕩開(kāi)始為止。當(dāng)磁控管不振蕩、也就是功率控制并不起作用時(shí)，對(duì)于防止過(guò)多電壓被應(yīng)用于磁 控管來(lái)說(shuō)，這種控制是有效的。在磁控管的振蕩開(kāi)始之后，優(yōu)選地，與在磁控管的振蕩開(kāi) 始之前相比，將與諧振電壓相比的基準(zhǔn)值設(shè)置為大，以使控制無(wú)效，并對(duì)功率控制不產(chǎn)生影 響。(實(shí)施例3O)本發(fā)明的實(shí)施例30對(duì)開(kāi)關(guān)頻率加入限制，如圖48中有關(guān)實(shí)施例30的開(kāi)關(guān)頻率限制電路的結(jié)構(gòu)圖所示。根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392，創(chuàng)建輸入到鋸齒波生成器383的頻率調(diào)制信號(hào)394， 經(jīng)由依賴于固定電壓Vl的第一限制電路395和依賴于固定電壓V2的第二限制電路396，接 收最低電壓和最高電壓的限制。作為電位限制，根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392和開(kāi)關(guān)頻率之間的關(guān)系，在前者中，限 制最高開(kāi)關(guān)頻率，而在后者中，限制最低開(kāi)關(guān)頻率。第一限制電路395限制最高頻率，以防止當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率提高時(shí)，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303 和304的切換損失增加。如果開(kāi)關(guān)頻率接近諧振頻率，則諧振電路362不正常地諧振，并且，該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件將被損壞等。該第二限制電路396具有限制最低頻率、以防止該現(xiàn)象的功能。(實(shí)施例31)如圖48中有關(guān)實(shí)施例31的片控制信號(hào)生成電路的結(jié)構(gòu)圖所示，本發(fā)明的實(shí)施例 31通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(晶體管)的導(dǎo)通占空比控制的功率控制，而補(bǔ)償由第一限制電路 395限制最高頻率的范圍。圖49為示出第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(晶體管)303的導(dǎo)通占空比和橋式諧振型逆變 器的高頻功率之間的關(guān)系的圖。當(dāng)導(dǎo)通占空比為50%時(shí)，該高頻功率變?yōu)榉逯担译S著導(dǎo)通 占空比低于或超過(guò)50%，該高頻功率降低。該第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通占空比和該第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通占空比是 互補(bǔ)的，且因此，在讀取時(shí)，圖49中X軸數(shù)值的0和100可替代。為了減少高頻輸出，也就是說(shuō)，為了減小輸入電流，沿著如上所述的用于增加開(kāi)關(guān) 頻率的方向，改變開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392，但是，在由第一限制電路395對(duì)頻率調(diào)制信號(hào)394 施加頻率限制的時(shí)段中，功率控制并不起作用。一旦像第一限制電路395那樣，接收到相同 的固定電壓Vl和開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392，則片控制信號(hào)生成電路397允許電流120在上面 提到的時(shí)段內(nèi)流動(dòng)，使得片控制信號(hào)387變化。圖50中，在X軸上獲取開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392的電位，且在Y軸上獲取受該信號(hào) 影響的各種信號(hào)。(a)顯示開(kāi)關(guān)頻率和頻率調(diào)制信號(hào)394;所述最高頻率被限制在電壓Vl 或更低，而最低頻率則被限制在V2或更高。(b)顯示片控制信號(hào)387在電壓Vl或更低的范 圍內(nèi)變化。(c)和(d)顯示下面所描述的一旦接收到片控制信號(hào)387，則第一和第二半導(dǎo)體 開(kāi)關(guān)元件303和304的導(dǎo)通占空比變化。圖51顯示圖50(c)和(d)中的占空比變化；跟隨片控制信號(hào)387中的變化，通過(guò) 比較器382從該信號(hào)和鋸齒波384導(dǎo)出的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303和304的導(dǎo)通占 空比改變。由于片控制信號(hào)387在上面所述的不通過(guò)第一限制電路395施加頻率限制的時(shí)段 內(nèi)也不改變，所以，導(dǎo)通占空比保持在大約50%附近；通過(guò)在施加頻率限制的范圍(也就是 說(shuō)，在基于頻率調(diào)制的功率控制不起作用的范圍)內(nèi)降低導(dǎo)通占空比，而降低高頻功率，以 便補(bǔ)償。為了完成該補(bǔ)償，相對(duì)于開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)392的電壓的片控制信號(hào)387的變化 開(kāi)始點(diǎn)可以包括上面所述的基于頻率調(diào)制的功率控制不起作用的VI，且并不限于VI。盡管參考電位重新變得必要，但如果從高于Vl的電位起產(chǎn)生變化，則高開(kāi)關(guān)頻率的百分比降低，且因此，可以減輕半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的切換損失。(實(shí)施例32)本發(fā)明的實(shí)施例32涉及諧振電路，如圖52中的結(jié)構(gòu)圖所示，通過(guò)從由第一電容器 305、第二電容器306和變壓器341的初級(jí)繞組308組成的諧振電路336中去掉第一電容器 305而提供諧振電路398。并且，在該實(shí)施例中，如同上面所述的實(shí)施例，將輸入電流波形信息轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)頻 率控制信號(hào)，且調(diào)制逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，因此，使得抑制電源諧波電流成 為可能。(實(shí)施例33)本發(fā)明的實(shí)施例33涉及逆變器的結(jié)構(gòu)，如圖53所示，各自由兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 構(gòu)成的第一和第二串聯(lián)電路399和400與通過(guò)整流商用電源而提供的直流電源并聯(lián)連接， 且其中連接變壓器341的初級(jí)繞組308和第二電容器306的諧振電路398的一端被連接到 一個(gè)串聯(lián)電路的中點(diǎn)，而相反端被連接到另一個(gè)串聯(lián)電路的中點(diǎn)。并且，在該實(shí)施例中，如同上面所述的實(shí)施例，將輸入電流波形信息轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)頻 率控制信號(hào)，且調(diào)制逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，因此，使得抑制電源諧波電流成 為可能。(實(shí)施例34)本發(fā)明的實(shí)施例34涉及逆變器的結(jié)構(gòu)，如圖54所示，由兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成 的第一串聯(lián)電路399與通過(guò)整流商用電源而提供的直流電源并聯(lián)連接，且其中連接變壓器 341的初級(jí)繞組308和第二電容器306的諧振電路398的一端被連接到第一串聯(lián)電路399 的中點(diǎn)，而相反端被連接到交流等效電路的直流電源的一端。同樣，在該實(shí)施例中，如同上面所述的實(shí)施例，將輸入電流波形信息轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)頻 率控制信號(hào)，且調(diào)制逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，因此，使得抑制電源諧波電流成 為可能。(實(shí)施例35)圖55是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例35的高頻加熱設(shè)備的框圖。下面所描述的實(shí)施 例35到37是在其中部分地改變上面所描述的實(shí)施例24到34的結(jié)構(gòu)、且刪除在啟動(dòng)時(shí)的 切換操作并產(chǎn)生方向連接(direction connection)的示例。也就是說(shuō)，實(shí)施例24到34的 切換部分與上面所描述的實(shí)施例12到23的切換部分相似?？梢愿鶕?jù)這些實(shí)施例而引用的 部分將不再討論，將只討論基本部分。在圖55中，高頻加熱設(shè)備由逆變器440、用于控制逆 變器的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403和404的控制器445以及磁控管412組成。該逆變 器440包括交流電源450、二極管橋式整流器460、平滑電路461、諧振電路436、第一和第二 半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403和404以及倍壓整流器411。在由四個(gè)二極管463組成的二極管橋式整流器460中整流交流電源450的交流電 壓，且經(jīng)由電感器464和第三電容器407組成的平滑電路461將其轉(zhuǎn)換為直流電源451。隨 后，通過(guò)由第一電容器405、第二電容器406和變壓器441的初級(jí)繞組408構(gòu)成的諧振電路 436、以及第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403和404，將其轉(zhuǎn)換為高頻交流，且經(jīng)由變壓器441， 在變壓器的次級(jí)繞組409中感生高頻高壓。經(jīng)由電容器465、二極管466、電容器467和二極管468組成的倍壓整流器411，將在次級(jí)繞組409中感生的高頻高壓施加在磁控管412的陽(yáng)極469和陰極470之間。變壓器 441還包括用于加熱磁控管412的加熱器(陰極)470的三級(jí)繞組410。已經(jīng)描述了逆變器440。下面，將討論用于控制逆變器440的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403和404的控 制器445。首先，在交流電源450和二極管橋式整流器460之間提供的由CT (變流器)471 等組成的電流檢測(cè)部分被連接到整流器472，且該CT 471和整流器472組成用于檢測(cè)逆變 器的輸入電流的輸入電流檢測(cè)部分。在CT471中隔離并檢測(cè)逆變器的輸入電流，且在整流 器472中整流輸出，以產(chǎn)生輸入電流波形信息490。在平滑電路473中平滑由整流器472提供的電流信號(hào)，比較器474在該電流信號(hào) 和來(lái)自輸出設(shè)置部分475的用于輸出對(duì)應(yīng)于其它加熱輸出設(shè)置的輸出設(shè)置信號(hào)的信號(hào)之 間進(jìn)行比較。為了控制功率的幅度，比較器474在經(jīng)平滑電路473平滑的輸入電流信號(hào)和來(lái) 自輸出設(shè)置部分475的設(shè)置信號(hào)之間進(jìn)行比較。因此，磁控管412的陽(yáng)極電流信號(hào)、第一、 第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403、404的集電極電流信號(hào)等等也可以用作輸入信號(hào)，以替代在平滑 電路473中經(jīng)平滑的輸入電流信號(hào)。也就是說(shuō)，比較器474輸出用于控制使得輸入電流檢 測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息491，但是，對(duì)于下面描述的本發(fā)明而言，比較器 474和功率控制信息491并不是必不可少的。同樣，如圖56所示，由在二極管橋式整流器460和平滑電路461之間提供的分流 電阻器486和用于放大跨越電流檢測(cè)部分的電壓的放大器485組成的電流檢測(cè)部分可以構(gòu) 成輸入電流檢測(cè)部分，且其輸出可被用作輸入電流波形信息490。該分流電阻器486檢測(cè)在 由二極管橋式整流器460沿信號(hào)方向整流之后的輸入電流。另一方面，在該實(shí)施例中，控制器445還包括由一對(duì)二極管446構(gòu)成的用于檢測(cè) 交流電源450的電壓并整流該電壓的輸入電壓檢測(cè)部分；和整形電路447，用于整形經(jīng)整流 的電壓的波形，以產(chǎn)生輸入電壓波形信息449。本實(shí)施例中，混合器481混合并濾波來(lái)自比較器474的輸入電流波形信息490和 來(lái)自比較器電路474的功率控制信息491、和輸入電壓波形信息449，并輸出開(kāi)關(guān)頻率控制 信號(hào)492。通過(guò)該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)492頻率調(diào)制由鋸齒波生成器483輸出的鋸齒波484。比較器482在鋸齒波484和隨后描述的片控制信號(hào)487之間進(jìn)行比較，將其轉(zhuǎn)換 為方波，以及經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器將所提供的方波傳輸?shù)降谝?、第二半?dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403、404的柵 極。在這種情況中，通過(guò)比較器482比較由開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)492頻率調(diào)制的來(lái)自鋸 齒波生成器483的鋸齒波，且為了簡(jiǎn)化輸入電流波形信息檢測(cè)系統(tǒng)，而執(zhí)行逆變器半導(dǎo)體 開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷。具體地，在該實(shí)施例中，采用在其中直接向混合器481輸入輸入電 流波形信息490的簡(jiǎn)化配置。用于從開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)492中產(chǎn)生第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403、404的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)的部分可以被配置為用于將開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)492轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換部分，使得在來(lái)自交流電源450的輸入電流大的部分中，開(kāi)關(guān)頻率變高， 而在輸入電流小的部分中，開(kāi)關(guān)頻率變低，而該實(shí)施例并不限于此配置。為了相對(duì)于輸入電流波形信息490控制導(dǎo)通/關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403、404，將 其轉(zhuǎn)換為當(dāng)輸入電流大時(shí)提高開(kāi)關(guān)頻率、而當(dāng)輸入電流小時(shí)降低開(kāi)關(guān)頻率的極性。同樣，輸入電壓波形信息449也被轉(zhuǎn)換為當(dāng)輸入電壓大時(shí)提高開(kāi)關(guān)頻率、而當(dāng)輸入電壓小時(shí)降低開(kāi)關(guān)頻率的極性。因此，為產(chǎn)生這樣的波形，輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息在混合器 481中經(jīng)歷反相處理，以便使用。圖57是鋸齒波(載波)生成器483的詳細(xì)的電路圖。將比較器4164和4165的 輸出輸入到SR觸發(fā)器4166的S端子和R端子。根據(jù)SR觸發(fā)器4166的非Q端子的輸出極 性，而切換電容器4163的充電和放電，當(dāng)該端子為高時(shí)，以電流IlO充電該電容器4163，而 當(dāng)該端子為低時(shí)，以電流111為電容器4163放電。當(dāng)電容器4163的電壓超過(guò)Vl時(shí)，一旦 接收到比較器4164的高的輸出，SR觸發(fā)器4166的非Q端子被設(shè)置為低，而當(dāng)電容器4163 的電壓下降到V2以下時(shí)，一旦接收到比較器4165的高的輸出，非Q端子被復(fù)位為高。根據(jù)該配置，電容器4163的電壓變得像鋸齒波(三角波)，且將該信號(hào)傳輸?shù)奖容^ 器 482。電容器4163的充電和放電電流110和111被確定反映為將開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)492 的電壓和Vcc之間的電位差除以電阻值而產(chǎn)生的電流112，且三角波的傾斜度隨著電流的 大小而改變。因此，通過(guò)其上反映開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的110、111的幅度來(lái)確定開(kāi)關(guān)頻率。圖58A示出混合器481的示例?；旌掀?81具有三個(gè)輸入端子；功率控制信息491、 輸入電流波形信息490和輸入電壓波形信息449加到這些端子上，且在如圖所示的內(nèi)部電 路中混合。向混合器481輸入輸入電流波形信息490和輸入電壓波形信息449，并在反相電 路中反相，以產(chǎn)生校正信號(hào)。如圖58B，如交流等效電路所示，在來(lái)自功率控制信息491的混合器481的輸出之 間形成高截止濾波器。因此，為了整形輸入電流波形，經(jīng)由過(guò)濾器而截止作為輸入電流波形 信息490的障礙的包含在功率控制中的高頻成分。如圖58C，如混合器481中的交流等效電路中所示，在來(lái)自輸入電流波形信息490 和輸入電壓波形信息449的輸出之間形成低截止濾波器。因此，將功率控制信息491轉(zhuǎn)換 為混合器481的輸出的直流成分，以及將輸入電流波形信息490和輸入電壓波形信息449 轉(zhuǎn)換為交流成分。在實(shí)施例35中，如上所述，將輸入電流波形信息490和輸入電壓波形信息449轉(zhuǎn) 換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件303和304的開(kāi)關(guān)頻率以便使用。通常，與微波爐等一起使 用逆變器是已知的；將50到60個(gè)周期的商用交流電源整流為直流，例如，通過(guò)逆變器將所 提供的直流電源轉(zhuǎn)換為大約20到50KHz的高頻，并且，通過(guò)由變壓器升高所提供的高頻、且 進(jìn)一步在倍壓整流器中對(duì)其整流而提供的高壓被施加到磁控管。存在兩種類型的逆變器系統(tǒng)，例如如本發(fā)明的圖55等所示，使用所謂的單端電 壓諧振型電路的導(dǎo)通時(shí)間調(diào)制系統(tǒng)，用于使用用于切換并改變用于改變輸出的開(kāi)關(guān)脈沖的 導(dǎo)通時(shí)間的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，其經(jīng)常被用于商用電源為100V的區(qū)域等；以及(半)橋 型電壓諧振型電路系統(tǒng)，用于交替地導(dǎo)通串聯(lián)連接的兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403和404，并控 制用于改變輸出的開(kāi)關(guān)頻率。橋型電壓諧振型電路系統(tǒng)是能夠以這樣的方式采用簡(jiǎn)單配置 和控制的系統(tǒng)，該方式即如果開(kāi)關(guān)頻率升高，則輸出降低，而如果開(kāi)關(guān)頻率降低，則輸出增 大。圖59A和59B是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例35提供的波形的圖。當(dāng)磁控管正常地振蕩時(shí)，應(yīng)用該示例，也就是說(shuō)，顯示普通運(yùn)行時(shí)間的狀態(tài)，此時(shí)，將輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息均轉(zhuǎn)換為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(開(kāi)關(guān)晶體管)403和404的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便使用。在圖59A和59B中，圖59A示出輸入電流大的情況，而圖59B示出輸入電流小的情 況。如隨后所述，實(shí)線代表主要地在下面的描述中所使用的、由本發(fā)明的功率控制單元校 正之后的信號(hào)波形，而虛線代表來(lái)自交流電源450的在校正之前的瞬時(shí)波動(dòng)輸出的信號(hào)波形。在圖59A中，頂部(al)中的輸入電流波形信息的波形為在圖55中由整流器472 輸出和在圖56中由放大器485輸出的輸入電流波形信息490，且點(diǎn)狀線示出校正之前、由磁 控管的非線性負(fù)載特性引起的波形。圖59A的(a2)示出混合器481的校正輸出的開(kāi)關(guān)頻 率控制信號(hào)492。該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)492具有隨著輸入電流波形信息490和功率控制信 息491而變化的大小，且進(jìn)一步被輸出為(al)的反相波形，以補(bǔ)償并校正輸入電流的失真 成分。圖59A的(a3)示出(a2)中所示根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)而經(jīng)頻率調(diào)制的鋸齒波 (載波)和片控制信號(hào)，并產(chǎn)生(a4)中所示的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403和404的導(dǎo) 通和關(guān)斷信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)彼此之間具有導(dǎo)通和關(guān)斷互補(bǔ)關(guān)系。通過(guò)向比較器482輸入經(jīng)頻率調(diào)制的鋸齒波484 (載波)和片控制信號(hào)487、并通 過(guò)比較器482在它們之間進(jìn)行比較而提供的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)像該 圖中的(a4)中的鋸齒波那樣經(jīng)歷頻率調(diào)制。也就是說(shuō)，如該圖所示，在開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的幅值大的部分(0度、180度附近； 輸入電流小)，鋸齒波的頻率低，且因此被校正到用以提高上面所描述的來(lái)自諧振特性的輸 入電流的極性。由于在開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)的幅值小的部分(90度、270度附近；輸入電流 大)，鋸齒波的頻率高，所以，輸出如(a4)中的頻率的脈沖串，作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)，以校正到用以降低上面所描述的來(lái)自諧振特性的輸入電流的極性。也就是說(shuō)，由于將 開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)(a2)反相，作為相對(duì)于輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息(al)的 校正波形，所以，以這樣的方式對(duì)與(al)相反的反相輸出執(zhí)行轉(zhuǎn)換，該方式即在輸入電流 波形信息和輸入電壓波形信息(al)的輸入大的部分(90度、270度附近)中，像(a4)中的 脈沖串信號(hào)那樣提高頻率，而在輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息(al)的輸入小的 部分(0度、180度處的過(guò)零附近)中，降低頻率。因此，提供輸入波形的校正效果；尤其是 在過(guò)零處附近，該效果顯著。底部(a5)處的波形表示第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403、404的開(kāi)關(guān)頻率。根據(jù) 通過(guò)反相示于(al)中的輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息而提供的校正波形的開(kāi)關(guān) 頻率控制信號(hào)(a2)，而頻率調(diào)制高頻鋸齒波，以及在經(jīng)高頻調(diào)制的鋸齒波和片控制信號(hào)之 間進(jìn)行比較，因此，執(zhí)行到20kHz至50KHz的高頻等的逆變器轉(zhuǎn)換，且產(chǎn)生(a4)中的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)。響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)(a4)，而導(dǎo)通和關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403、404，向變壓器的初級(jí)側(cè)輸入 高頻功率，而在該變壓器的次級(jí)側(cè)產(chǎn)生升壓后的高壓。在(a5)中，為了可視化在商用電源 周期中、導(dǎo)通和關(guān)斷信號(hào)(a4)的每個(gè)脈沖的頻率如何改變，將頻率信息繪制在Y軸上，并連 接這些點(diǎn)。上面所給出的描述示出與在相同狀態(tài)中提供來(lái)自交流電源450的輸入電流的狀 態(tài)相同的信號(hào)(例如，正弦波)。然而，通常，來(lái)自交流電源450的輸入電流偏離理想的正弦 波，且從瞬時(shí)的視點(diǎn)看是波動(dòng)的。虛線信號(hào)指示這樣的實(shí)際狀態(tài)。通常，實(shí)際信號(hào)偏離理想信號(hào)的狀態(tài)，且如虛線所指示的，從商用電源的半周期(O到180度)的瞬時(shí)時(shí)段的視點(diǎn)來(lái)看，發(fā)生瞬時(shí)波動(dòng)。由于變壓器和倍壓電路的升壓操作、倍壓電路的平滑特性、僅當(dāng)電壓為 ebm或更高時(shí)陽(yáng)極電流流入的磁控管特性等，而出現(xiàn)這樣的信號(hào)波形。也就是說(shuō)，對(duì)于磁控 管而言，在逆變器中，波動(dòng)并不是必不可少的。在本發(fā)明的功率控制單元中，當(dāng)輸入電流檢測(cè)部分提供由在其上反映輸入電流的 波動(dòng)狀態(tài)的虛線所指示的輸入電流波形信息(見(jiàn)圖59A(al))時(shí)，基于輸入電流波形信息執(zhí) 行后面的控制。執(zhí)行該控制，使得發(fā)生在例如半周期的時(shí)段內(nèi)的輸入電流波形信息的瞬時(shí) 波動(dòng)被抑制，以便如由箭頭所指示的那樣，接近理想信號(hào)。通過(guò)調(diào)整第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件403、404的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而完成該抑制。具體地，如果輸入電流波形信號(hào)490小于理想信 號(hào)，則上面所描述的頻率變低，并且，為了增加輸入電流而進(jìn)行校正。如果輸入電流波形信 息大于理想信號(hào)，則上面所描述的頻率變高，并且，為了減小輸入電流而進(jìn)行校正。同樣，在 較短時(shí)段內(nèi)的瞬時(shí)波動(dòng)中，在頻率信息上反映波動(dòng)的波形，并對(duì)上面所描述的進(jìn)行相似的 校正。通過(guò)被提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件403、404的瞬時(shí)波動(dòng)抑制操 作，而對(duì)輸入電流波形信息490進(jìn)行由箭頭所指示的校正，并且，始終對(duì)磁控管提供接近理 想波的輸入。在該圖中并未示出校正之后的(a2)和(a3)中的信號(hào)。理想信號(hào)是虛擬信號(hào)， 且該信號(hào)可變?yōu)檎也?。也就是說(shuō)，在如商用電源的半周期那樣的短時(shí)段內(nèi)，由于通過(guò)另一個(gè)手段控制輸 入電流等的幅度(功率控制)，所以，理想信號(hào)波形和輸入電流波形信息之間的瞬時(shí)誤差或 校正量的總和約為零。沿著允許輸入電流流入的方向校正由于非線性負(fù)載而造成輸入電流 不流動(dòng)的部分，且因此，減少輸入電流大的部分，并完成上面所提到的約為零。這意味著進(jìn) 行校正，使得甚至可將非線性負(fù)載的電流波形假設(shè)為線性負(fù)載，且由于商用電源電壓波形 為正弦波，所以，理想波形變?yōu)橄窳魅刖€性負(fù)載的電流波形那樣的正弦波。因此，為了消除輸入電流波形中的變化、以及相對(duì)于理想波形的過(guò)度和不足，在與 該波形相反的極性上校正輸入電流。因此，在控制環(huán)路中消除了在由磁控管的非線性負(fù)載 引起的商用電源周期的迅速電流變化(也就是失真)，并執(zhí)行輸入電流波形整形。此外，由于控制環(huán)路根據(jù)在輸入電流的瞬時(shí)值之后跟隨的輸入電流波形信息而操 作，所以，即使存在磁控管類型或磁控管特性的變化，或者即使發(fā)生由磁控管陽(yáng)極溫度或者 微波爐中的負(fù)載引起的ebm(陽(yáng)極到陰極電壓)波動(dòng)、或電源電壓波動(dòng)，也可以獨(dú)立于這些 影響而執(zhí)行輸入電流波形整形。具體地，在本發(fā)明中，基于瞬時(shí)波動(dòng)的輸入電流波形信息，而控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元 件。以輸入電流波形信息的形式，直接向混合器481輸入該輸入電流的瞬時(shí)波動(dòng)，且也在開(kāi) 關(guān)頻率控制信號(hào)492上反映該輸入電流的瞬時(shí)波動(dòng)，使得可以提供用于抑制輸入電流波形 失真和瞬時(shí)波動(dòng)的、在跟蹤性能方面優(yōu)異的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明的主題是將具有信息的輸入電流波形信息或輸入電壓波形信息轉(zhuǎn)換為逆 變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便抑制輸入電流波形的失真和瞬時(shí)波動(dòng)。由于功率 控制信息491是用來(lái)在長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)(也就是說(shuō)，大約比商用電源周期長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi))控制功率 波動(dòng)的信息，且也不是本發(fā)明所針對(duì)的用于在像交流的半周期那樣的短時(shí)段內(nèi)校正瞬時(shí)波 動(dòng)的信息，所以，對(duì)于完成該目的來(lái)說(shuō)，該功率控制信息491并不是必不可少的。因此，混合器481、比較器482和鋸齒波生成器483的采用也僅僅是本實(shí)施例的一個(gè)示例，至少用于執(zhí) 行上面所描述的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換部分的等價(jià)物可以存在于輸入電流檢測(cè)部分和半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元 件之間。為了使用功率控制信息，是否像上面所描述的實(shí)施例中那樣，將用于進(jìn)行控制使 得輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息491輸入到混合器481中并不是必 不可少的。也就是說(shuō)，在上面所描述的實(shí)施例中，功率控制信息491源自用于檢測(cè)輸入電流 的電流檢測(cè)部分471和整流器472 (圖55中)、或者分流電阻器486和放大器485 (圖56 中)，但是，可以向混合器481輸入用于進(jìn)行控制使得在逆變器440的任意點(diǎn)的電流或電壓 變?yōu)轭A(yù)定值的信息，作為功率控制信息。例如，可以完好地使用如圖55和56中所示的諧振 電路462的諧振電路電壓信息442作為功率控制信息，或者，可使用在經(jīng)歷由平滑電路473 的平滑、以及在比較器474中的與輸出設(shè)置信號(hào)的比較之后所提供的信息，作為功率控制信息。接下來(lái)，圖59B通過(guò)比較而顯示相對(duì)于圖59A而言輸入電流小的情況；(bl)示出 當(dāng)輸入小時(shí)的輸入電流波形信息，且對(duì)應(yīng)于圖59A的(al) ； (b2)示出開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，且 對(duì)應(yīng)于圖59A的(a2)；以及(b3)示出半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，且對(duì)應(yīng)于圖59A的(a5)。 盡管未在該圖中示出，但是，當(dāng)然，也執(zhí)行與圖59A的(a3)和(a4)中所示的鋸齒波的比較 處理相同的處理。順便提及，當(dāng)圖59B中輸入電流相對(duì)小時(shí)，輸入電流波形信息的值也變小，且因此 輸入電流波形整形性能惡化。此處，注意力再次聚焦在輸入電壓波形信息?？紤]到如果減 少輸入電流，則輸入電壓基本上恒定。因此，可以期望總是可以獲得給定幅度的輸入電壓波 形信息，而無(wú)論輸入電流是大還是小(在圖59A的(al)和圖59B的(bl)之間比較)。在本發(fā)明中，不但將輸入電流波形信息、而且將輸入電壓波形信息輸入到混合器 481中。因此，如果輸入電流相對(duì)小，則在根據(jù)輸入電壓波形信息執(zhí)行粗略的輸入電流波形 整形(長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)的波動(dòng)的校正)的同時(shí)，根據(jù)輸入電流波形信息來(lái)執(zhí)行良好的輸入電流波 形整形(像半周期那樣的短時(shí)段內(nèi)的波動(dòng)的校正)，并抑制輸入電流波形整形性能的惡化。 也就是說(shuō)，通過(guò)參考輸入電壓波動(dòng)和相對(duì)于輸入電壓減少的輸入電流的相位偏移，而跟蹤 實(shí)際的輸入電流波動(dòng)。因此，如果輸入電流小，則也可以防止功率因子的惡化。基于上面所給出的圖59A和59B的描述涉及磁控管的普通運(yùn)行時(shí)間。下面，將討論 在磁控管啟動(dòng)時(shí)間的操作。啟動(dòng)時(shí)間表示盡管將電壓加入到磁控管(對(duì)應(yīng)于非振蕩時(shí)間)， 磁控管開(kāi)始振蕩之前的準(zhǔn)備階段的狀態(tài)。此時(shí)，不像普通運(yùn)行時(shí)間，磁控管的陽(yáng)極和陰極之 間的阻抗變?yōu)榈扔跓o(wú)窮大。順便提及，在本發(fā)明中，基于開(kāi)關(guān)頻率控制系統(tǒng)，通過(guò)功率控制來(lái)對(duì)來(lái)自商用交流 電源450的電壓進(jìn)行乘法操作，也就是說(shuō)，基于開(kāi)關(guān)頻率控制系統(tǒng)，在功率控制下，對(duì)該商 用交流電源電壓進(jìn)行振幅調(diào)制，且將其施加到變壓器441的初級(jí)側(cè)。施加到初級(jí)側(cè)的電壓 的峰值和施加到磁控管412的電壓與從所施加的電壓定義的區(qū)域相關(guān)聯(lián)，并且，所流逝的 時(shí)間與提供給加熱器的功率相關(guān)。在本發(fā)明中，在輸入電流波形信息490小的啟動(dòng)時(shí)間，也將輸入電壓波形信息449 輸入到混合器481。也就是說(shuō)，采用這樣的模式特別是在啟動(dòng)時(shí)，輸入電壓作為參考信號(hào) 補(bǔ)償輸入電流的不足。
圖60A和60B是通過(guò)比較來(lái)描述當(dāng)加入輸入電壓波形信息時(shí)的操作和當(dāng)不加入輸入電壓波形信息時(shí)的操作的圖；圖60A以從頂部開(kāi)始的順序顯示當(dāng)不加入輸入電壓波形信 息時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)、開(kāi)關(guān)頻率、施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓、施加到磁控管的電壓 以及加熱器輸入功率的波形。圖60B描述當(dāng)加入輸入電壓波形信息時(shí)(在啟動(dòng)時(shí)間)的操作。圖60A和60B均 示出根據(jù)隨后描述的實(shí)施例41等的結(jié)構(gòu)而限制施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓的峰值的情 況。此外，在圖60B中，通過(guò)所加入的輸入電壓波形信息的操作，抑制施加到磁控管的電壓 和施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓的峰值，且波形顯示為梯形。像圖59A那樣，圖60B同樣以 從頂部開(kāi)始的順序示出開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)、開(kāi)關(guān)頻率、施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓、施加 到磁控管的電壓、以及加熱器輸入功率的波形。如圖60A和60B所示，在0度和180度的相位附近，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率低， 因此，施加到變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓和施加到磁控管的電壓的振幅寬度變得相對(duì)較大。另 一方面，由于在90度、270度相位附近，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率高，所以，相對(duì)抑制振幅 寬度，并且，波形的整個(gè)圖變?yōu)樘菪?，從與在0度和180度的相位處的振幅寬度的相對(duì)關(guān)系 顯示具有受抑制的峰值的形狀。在圖60A和圖60B中的施加到磁控管的電壓之間進(jìn)行比較，如果施加到磁控管的 電壓相同，則圖60B中的指示加熱器輸入功率的波形面積更大。也就是說(shuō)，相比于圖60A， 圖60B中的加熱器輸入功率增加，使得在短時(shí)間內(nèi)加熱該加熱器，并使縮短啟動(dòng)時(shí)間變?yōu)?可能。圖61是顯示本發(fā)明實(shí)施例35中所使用的用于添加輸入電流波形信息和輸入電壓 波形信息的加法和反相電路的例子。如圖58所示，在該混合器481中提供該加法和反相電 路。向緩沖晶體管中輸入輸入電流波形信息490和輸入電壓波形信息449，且將其輸 出輸入到具有公共的集電極電阻器的兩個(gè)晶體管。提供該緩沖晶體管，以防止輸入電流波 形信息490和輸入電壓波形信息449的干擾。響應(yīng)于輸入信號(hào)的幅度的電流(發(fā)射極電 流)流入到兩個(gè)晶體管的發(fā)射極電阻器，而響應(yīng)于發(fā)射極電流的添加值，在公共的集電極 電阻器中發(fā)生壓降。當(dāng)發(fā)射極電壓變高時(shí)，上述電流增加，且壓降增大。也就是說(shuō)，集電極電壓降低，且 因此使得極性相對(duì)于輸入信號(hào)反相。信號(hào)轉(zhuǎn)換系數(shù)也根據(jù)集電極電阻和發(fā)射極電阻之間的 電阻值比率而改變。從功率控制信號(hào)干擾的觀點(diǎn)來(lái)看，經(jīng)由緩沖器執(zhí)行公共集電極電阻的 信號(hào)的阻抗轉(zhuǎn)換、且隨后將該信號(hào)連接到電容器是更加有效的。因此，所述電路將兩個(gè)信號(hào) 相加，并反相，且輸出所得到的信號(hào)。(實(shí)施例加)本發(fā)明的實(shí)施例36涉及控制器(轉(zhuǎn)換部分)的結(jié)構(gòu)，且具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，將 輸入電流波形信息和在磁控管的非振蕩時(shí)間通過(guò)進(jìn)一步添加輸入電壓波形信息提供的信 號(hào)、以及來(lái)自比較器474的功率控制信息混合并濾波，并轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件 403,404的導(dǎo)通和關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)以便使用。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，處理符合磁控管的非線性負(fù)載特性的商用電源電壓波形信息不是必 要的，簡(jiǎn)化頻率調(diào)制信號(hào)生成器，從而完成簡(jiǎn)化和小型化。進(jìn)而，根據(jù)該簡(jiǎn)化配置，將輸入電壓波形信息449加到輸入電流波形信息490，且為了縮短啟動(dòng)時(shí)間，而增加在啟動(dòng)時(shí)的加熱器功率，并加入用于防止過(guò)量電壓被施加到磁控管的陽(yáng)極469和陰極470之間的安全措施， 以改善產(chǎn)品的可靠性。采用上面所描述的結(jié)構(gòu)，因此，使用輸入電流波形信息490的控制環(huán)路被專用于 輸入電流的波形整形，使用功率控制信息491的控制環(huán)路被專用于功率控制，以及為了保 持轉(zhuǎn)換效率，在混合器481中，它們并不互相干擾。(實(shí)施例37)實(shí)施例37涉及圖55和56所示的混合器481。如圖58A所示，該混合器被提供有三 個(gè)端子，其被輸入輸入電流波形信息490、輸入電壓波形信息449，以及功率控制信息491。輸入電流波形信息490和輸入電壓波形信息449被輸入到圖61中所示的加法和 反相電路，并被相加和反相。經(jīng)歷處理之后的信號(hào)和功率控制信息491被輸入到由C、R1和 R2組成的濾波器電路，并被濾波，且隨后，作為開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)492被輸出到鋸齒波生成 器。如圖58B的等效電路圖所示，該濾波器電路截止功率控制輸出491的高頻成分。采用 這樣的結(jié)構(gòu)，因此，妨礙輸入電流波形整形的高頻成分被截止，使得輸入電流波形的質(zhì)量提 高。另一方面，如圖58C的等效電路圖所示，對(duì)于輸入電流波形信息490和輸入電壓波形信 息449，形成低截止濾波器，以保護(hù)波形。已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)了解的是，本發(fā)明并不限于在實(shí)施例中公 開(kāi)的項(xiàng)目，本發(fā)明也針對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員基于說(shuō)明書(shū)和廣泛的已知技術(shù)而作出的修改、改 變和應(yīng)用，且所述修改、改變，以及應(yīng)用同樣包含在將被保護(hù)的范圍之內(nèi)。已經(jīng)詳細(xì)地參考特定實(shí)施例描述本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本 發(fā)明的精神和范圍的情況下作出的各種改變和修改都是顯而易見(jiàn)的。本申請(qǐng)是基于日本專利申請(qǐng)(No. 2006-154275)，遞交于2006年6月2日、日本專 利申請(qǐng)(No. 2006-158196)，遞交于2006年6月7日、日本專利申請(qǐng)(No. 2006-158197)，遞 交于2006年6月7日、日本專利申請(qǐng)(No. 2006-158198)，遞交于2006年6月7日，其內(nèi)容 在此全文引用。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明中的高頻介質(zhì)加熱功率控制，形成這樣的控制環(huán)路，其用于通過(guò)反相 而校正輸入電流、以便減少輸入電流大的部分，并增加輸入電流小的部分。因此，如果存在 磁控管類型或特性、陽(yáng)極到陰極電壓波動(dòng)、電源電壓波動(dòng)等變化，則可根據(jù)簡(jiǎn)單配置執(zhí)行不 受該變化或波動(dòng)影響的輸入電流波形整形，且根據(jù)該簡(jiǎn)單配置，完成磁控管的穩(wěn)定輸出。由 于也向控制環(huán)路中輸入輸入電壓波形信息，所以，磁控管的啟動(dòng)時(shí)間縮短，且提高低輸入電 流時(shí)的功率因子。
權(quán)利要求
用于控制用于驅(qū)動(dòng)磁控管的逆變器的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，將由至少兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件中的至少一組或更多構(gòu)成的串連電路、諧振電路、以及磁漏變壓器連接到通過(guò)對(duì)交流電源的電壓進(jìn)行整流而提供的直流電源，調(diào)制所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率，以將其轉(zhuǎn)換到高頻功率，并將在該磁漏變壓器的次級(jí)側(cè)上出現(xiàn)的輸出施加到該磁控管，以便激勵(lì)該磁控管，該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元包括輸入電流檢測(cè)部分，其檢測(cè)從交流電源輸入到該逆變器的輸入電流，并輸出輸入電流波形信息；輸入電壓檢測(cè)部分，其檢測(cè)從交流電源輸入到該逆變器的輸入電壓，并輸出輸入電壓波形信息；選擇部分，其選擇輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息中的較大的一個(gè)；以及轉(zhuǎn)換部分，其將所選擇的輸入電流波形信息或輸入電壓波形信息轉(zhuǎn)換為該逆變器的開(kāi)關(guān)晶體管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，還包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信 息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息， 以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換部分將該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使得在輸入電流大的部分中提 高開(kāi)關(guān)頻率，而在輸入電流小的部分中降低開(kāi)關(guān)頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，該選擇部分還包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合 輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息中的任一個(gè)、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任 意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，并且，該轉(zhuǎn)換部分將該開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便抑制施加到該磁控管的電壓 的峰值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，該轉(zhuǎn)換部分包括頻率限制部分，其對(duì)高頻開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置上限和下限。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，該轉(zhuǎn)換部分還包括用于控制高頻開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通占空比的占空比控制部分，并且，設(shè)置該占空比控制部分的操作范圍，以便通過(guò)至少在將高頻開(kāi)關(guān)頻率限制到該頻率限 制部分的上限的范圍中的占空比控制，而進(jìn)行補(bǔ)償。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，還包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信 息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息， 以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，該混合器混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得輸入電流檢測(cè)部分的輸出變 為預(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，該混合器混合輸入電流波形信息和輸入電壓波形信息中的任一個(gè)、以及用于進(jìn)行控制 使得輸入電流檢測(cè)部分的輸出變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，將該輸入電流波形信息和該輸入電壓波形信息直接輸入到該混合器，并且，該混合器 隨后選擇直接輸入的輸入電流波形信息或直接輸入的輸入電壓波形信息，并將選擇的信息 與該功率控制信息混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，輸入電流檢測(cè)部分具有變流器，其檢測(cè)輸入電流；以及整流器，其整流所檢測(cè)的輸入 電流，并輸出整流后的電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，還包括 比較器，其在輸入電流和輸出設(shè)置信號(hào)之間進(jìn)行比較，以輸出功率控制信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元， 在整流逆變器的輸入電流之后，輸入電流檢測(cè)部分檢測(cè)并輸出單向電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，還包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信 息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息， 以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，該輸入電流檢測(cè)部分具有在整流逆變器的輸入電流之后檢測(cè)單向電流的分流電阻器、 以及放大跨越該分流電阻器出現(xiàn)的電壓的放大器，將由該放大器提供的輸出作為輸入電流波形信息直接輸入到該混合器，并且， 該用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元還包括比較器，其在由放大器提供的輸出和輸出 設(shè)置信號(hào)之間進(jìn)行比較，并輸出功率控制信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，還包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信 息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息， 以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，該混合器具有用于截去功率控制信息的高頻成分的結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，還包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信 息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息， 以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，該混合器具有在輸入電流的增大控制時(shí)間和輸入電流的減小控制時(shí)間之間切換的電 路結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，還包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信 息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息， 以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，在該混合器中，時(shí)間常量在輸入電流的增大控制時(shí)間增加，而在輸入電流的減小控制 時(shí)間減小。
16.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，還包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息， 以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，向該混合器輸入用于將諧振電路電壓控制到預(yù)定值的諧振電路電壓控制信息，并且， 響應(yīng)于諧振電路電壓的幅度而切換該混合器的電路結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，還包括連接在該輸入電流檢測(cè)部分和該轉(zhuǎn)換部分之間的混合器，用來(lái)混合輸入電流波形信 息、以及用于進(jìn)行控制使得該逆變器的任意點(diǎn)的電流或電壓變?yōu)轭A(yù)定值的功率控制信息， 以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)，在該混合器中，時(shí)間常量在諧振電路電壓低時(shí)間增加，而在諧振電路電壓高時(shí)減小。
18.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，輸入電流檢測(cè)部分具有濾波器電路，其衰減交流電源的高頻譜區(qū)域和高開(kāi)關(guān)頻率的高 頻部分等。
19.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，該輸入電壓檢測(cè)部分包含一組二極管，用于檢測(cè)從交流電源輸入到該逆變器的輸入電壓；以及整形電路，用于整形由所述二極管檢測(cè)的輸入電壓的波形，并且輸出整形后的電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，該整形電路具有用于衰減輸入電壓的高頻譜區(qū)域的結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，該轉(zhuǎn)換部分被實(shí)現(xiàn)為頻率調(diào)制電路，用于疊加具有根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)而設(shè)置的頻 率的載波、以及片控制信號(hào)，以產(chǎn)生半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高頻介質(zhì)加熱的功率控制單元，還包括振蕩檢測(cè)器，用于檢測(cè)該磁控管的振蕩，響應(yīng)于由該振蕩檢測(cè)器檢測(cè)的磁控管的振蕩、或磁控管的非振蕩，切換來(lái)自輸入電壓 檢測(cè)部分的輸入電壓波形信息的幅度。
全文摘要
提供了不受磁控管類型、特性變化、以及電源電壓波動(dòng)等影響的高頻介質(zhì)加熱功率控制設(shè)備。該功率控制設(shè)備被提供有輸入電流檢測(cè)部分(71、72)，用于檢測(cè)逆變器(10)的輸入電流，其對(duì)交流電源電壓(20)進(jìn)行整流(31)，并通過(guò)執(zhí)行電壓的高頻開(kāi)關(guān)L來(lái)將其轉(zhuǎn)換為高頻功率?；旌狭藖?lái)自輸入電流檢測(cè)部分的輸入電流波形信息(90)和功率控制信息(91)的開(kāi)關(guān)頻率控制信號(hào)(92)被轉(zhuǎn)換為逆變器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(3、4)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
文檔編號(hào)H05B6/68GK101848569SQ201010114159
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者城川信夫, 守屋英明, 安井健治, 木下學(xué), 末永治雄, 酒井伸一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社