專利名稱：高頻電介質(zhì)加熱器件和具有熱敏電阻的印刷板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過在微波爐中使用磁控管等來進(jìn)行高頻電介質(zhì)加熱，具體上涉及防止在反相器中使用的諸如IGBT(絕緣柵雙極晶體管)之類的半導(dǎo)體開關(guān)元件過熱。
另外，本發(fā)明也涉及熱敏電阻，用于防止在反相器中使用的半導(dǎo)體開關(guān)元件過熱。
背景技術(shù)：
圖9是圖解用于驅(qū)動(dòng)磁控管的傳統(tǒng)電源的結(jié)構(gòu)的圖。在圖9中，來自商用電源11的交流電流通過整流器電路13被整流為直流電流，通過在整流器電路13的輸出端上的扼流圈14和平滑電容器15而被平滑，并且被饋送到反相器16的輸入端。所述直流電流通過將在反相器16中的IGBT接通和斷開而被轉(zhuǎn)換為期望的高頻(例如20-40kHz)。反相器16被高速轉(zhuǎn)換直流電流的IGBT和驅(qū)動(dòng)和控制IGBT的反相器控制電路161驅(qū)動(dòng)，由此，流過升壓變壓器18的初級(jí)例的電流被高速通/斷。
通過使用CT17檢測整流器電路13的初級(jí)側(cè)電流來檢測控制電路161的輸入信號(hào)，并且所檢測的信號(hào)被輸入到反相器控制電路161，并且用于控制反相器16的電源。而且，向用于冷卻IGBT的散熱片附加溫度傳感器(熱敏電阻)9’，并且由溫度傳感器檢測的溫度數(shù)據(jù)被輸入到反相器控制電路161以控制反相器16。
在升壓變壓器18中，從反相器16輸出的高頻電壓被施加到初級(jí)繞組181，在次級(jí)繞組182獲得與匝數(shù)比成比例的高壓。而且，小數(shù)量的匝數(shù)的繞組183被提供在升壓變壓器18的次級(jí)側(cè)，并且用于加熱磁控管12的燈絲121。升壓變壓器18的次級(jí)繞組182具有倍壓半波整流電路19，用于整流其輸出。所述倍壓半波整流電路19由一個(gè)高壓電容器191和兩個(gè)高壓二極管192和193構(gòu)成。
在此，可能經(jīng)常發(fā)生這樣的問題微波爐與壁接觸放置，使得通風(fēng)端口被關(guān)閉，或者諸如筷子之類的異物被微波的冷卻扇咬住，導(dǎo)致冷卻扇被鎖住。
為了防止用于轉(zhuǎn)換反相器電源的IGBT在上述情況下被熱擊穿，迄今已經(jīng)試圖使用熱敏電阻來在半導(dǎo)體IGBT熱擊穿之前將其終止或降低功率以防止溫度上升。
在這種情況下，通過以下述方式附加熱敏電阻而檢測溫度(1)通過使用具有雙孔終端的熱敏電阻鉛塞U而將熱敏電阻與封裝體緊固在一起，但是，這僅僅能夠通過人的手工勞動(dòng)來進(jìn)行，導(dǎo)致步驟數(shù)量增加和成本提高；(2)在IGBT的引線中插入輻射熱敏電阻，所述輻射熱敏電阻僅僅在需要人工勞動(dòng)的后續(xù)步驟中被附加到IGBT的引線上，導(dǎo)致步驟數(shù)量的增加，并且受到冷卻空氣的直接影響，使得熱敏電阻的加熱時(shí)間常數(shù)變差；或者(3)通過使用獨(dú)立的螺釘來將熱敏電阻緊固到散熱片，以檢測散熱片的溫度，這類似地導(dǎo)致由于緊固螺釘引起的步驟數(shù)量的增加和成本的提高。此外，不從IGBT直接檢測、而是通過散熱片來檢測溫度，檢測精度和靈敏度都不良好。
日本專利第2892454號(hào)(專利文件2)公開了(2)的一個(gè)示例。圖13B是圖解在專利文件2中公開的安裝方法的視圖。在圖13B中，附圖標(biāo)號(hào)306表示印刷板，307表示散熱片，308表示IGBT，309’表示熱敏電阻。在這種方法中，輻射熱敏電阻在需要人工勞動(dòng)的后續(xù)步驟中被附加在印刷板附近，導(dǎo)致步驟數(shù)量的增加，并且受到冷卻空氣的直接影響，使得熱敏電阻的加熱時(shí)間常數(shù)變差。
JP-A-2-312182(專利文件1)也公開了(3)的示例。圖13A是圖解在專利文件1中公開的安裝方法，并且圖解了熱敏電阻通過螺釘被緊固到散熱片的狀態(tài)。在圖13A中，附圖標(biāo)號(hào)306表示印刷板，307表示散熱片，308表示IGBT，309’表示熱敏電阻。
產(chǎn)生高溫的IGBT 308的熱輻射部分被固定到散熱片307。它的三條引線被插入在印刷板中的通孔中，并且在反面被焊接。類似地，熱敏電阻309’被螺釘緊固到熱輻射板307以取得散熱片的溫度數(shù)據(jù)。
但是，通過螺釘向散熱片緊固的方法也導(dǎo)致步驟數(shù)量的增加和成本的提高。此外，不從IGBT直接檢測、而是從散熱片來檢測溫度，檢測精度和靈敏度都不良好。
因此，本申請(qǐng)人關(guān)注產(chǎn)生高溫的IGBT的熱輻射部分被緊固到散熱片，并且其三條引線被插入印刷板的通孔中并且在反面(背面或焊接面)被焊接，并且本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)當(dāng)芯片熱敏電阻在焊接面——特別是在發(fā)射極側(cè)——被焊接到IGBT的引線部分或接近其引線部分的時(shí)候，芯片熱敏電阻被自動(dòng)機(jī)器迅速安裝。申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)熱敏電阻具有對(duì)于IGBT的結(jié)溫的高熱傳導(dǎo)性、小時(shí)間常數(shù)，并且直接地接收流過IGBT的引線的電流，使得有可能檢測依賴于具有短的時(shí)間常數(shù)(即保持高流過特性)的IGBT的結(jié)溫的溫度，并且申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)熱敏電阻沒有被安裝在冷卻片側(cè)，而是被安裝在印刷板的背面上的焊接表面上，而幾乎不受到冷卻空氣的影響，這是方便的。而且，可以作為特點(diǎn)的是具有小熱容量的芯片熱敏電阻被附加到具有小熱容量的IGBT的引線部分或者接近其引線部分的部分，導(dǎo)致小加熱時(shí)間常數(shù)，并且使得能夠高速完成功率下降控制。
另一方面，用于控制IGBT的傳統(tǒng)控制電路使用以具有大加熱時(shí)間常數(shù)的通常方式來布置的上述熱敏電阻，并且不能進(jìn)行快速的控制操作。此外，控制電路本身不使得熱敏電阻的溫度數(shù)據(jù)被輸入到如下所述的反相器控制電路，而是被輸入到用于控制溫度的中央微計(jì)算機(jī)。
圖10A和10B是圖解用于控制磁控管的啟動(dòng)的電路的圖，其中圖10A是電路圖，圖10B是圖解比較器的操作的圖。
在圖10A中，作為比較器CO1的兩個(gè)輸入端之一的端子(A)接收在點(diǎn)P3的電勢，因?yàn)樵陂_始時(shí)的開關(guān)S1在端子A側(cè)，在點(diǎn)P3，IGBT的集電極電壓被分壓電阻器R3和R4分壓，并且另一個(gè)端子(B)接收3V。在磁控管被加熱和穩(wěn)定而取得穩(wěn)定狀態(tài)后，切換開關(guān)S1被切換到端子b側(cè)，并且端子(B)接收在點(diǎn)Pc的電勢，在點(diǎn)Pc，電壓Vcc被分壓電阻器R1和R2分壓。
因此，當(dāng)在點(diǎn)P3的電勢在開始時(shí)小于3V時(shí)關(guān)斷所述電路，并且當(dāng)所述電勢大于3V時(shí)接通所述電路以重復(fù)通/斷操作。基于這個(gè)數(shù)據(jù)，反相器控制電路161控制IGBT的通/斷占空比，以便在P3的電勢變得近乎與3V一致，并且IGBT的集電極電壓變得小于在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間。
但是，在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間，比較器CO1的端子(B)接收比開始的3V大得多的電勢Pc。因此，反相器控制電路161用于提高IGBT的通/斷控制的接通占空比，以便電勢P3變得近乎與電勢Pc一致，并且也提高IGBT的集電極電壓。
但是，在此，雖然未示出，接通占空比的提高被由反相器控制電路161處理的功率控制功能限制，并且基于其他的輸入信號(hào)(例如在現(xiàn)有技術(shù)部分中圖解的輸入電流數(shù)據(jù))而工作。因此，如圖10A和10B所示，將電勢Pc保持為總是大于電勢P3，并且比較器CO1的輸出被保持為總是接通。
如上所述，用于控制圖10A和10B的磁控管的啟動(dòng)的電路通過下述方式來防止過量的電壓被施加到磁控管通過在反相器電路的操作開始后直到在向磁控管的燈絲提供加熱電流的同時(shí)磁控管開始振蕩的時(shí)段期間(即在開始)將IGBT的集電極的電壓控制為預(yù)定值。
如下所述，本發(fā)明的功率下降控制利用了用于控制圖10A和10B的磁控管的啟動(dòng)的電路。
在由于某些原因異物咬住風(fēng)扇而導(dǎo)致風(fēng)扇突然停止旋轉(zhuǎn)的情況下，至此判斷所述器件已經(jīng)變得故障，并且必須中斷烹調(diào)，使得對(duì)于感覺到器件變得故障的烹調(diào)者引起大的心理上的不適。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述問題，并且通過注意IGBT不容易被熱擊穿而使得即使在由于咬住風(fēng)扇的異物而導(dǎo)致風(fēng)扇突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下也能夠繼續(xù)烹調(diào)。即，當(dāng)IGBT的溫度升高而接近IGBT可能被熱擊穿的值時(shí)電源降低到大約一半，并且烹調(diào)者可以僅僅感覺到加熱速度變得略微緩和，但是繼續(xù)烹調(diào)而不感到不適。
本發(fā)明被實(shí)現(xiàn)以便解決上述問題。即，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種高頻電介質(zhì)加熱器件，用于熱處理要加熱的材料，包括微波輸出單元，它包括反相器單元，用于通過使用反相器控制電路而轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開關(guān)元件來將直流電流反轉(zhuǎn)為預(yù)定頻率的交流電流；多個(gè)散熱片，其上安裝了半導(dǎo)體開關(guān)元件以將半導(dǎo)體開關(guān)元件產(chǎn)生的熱量散出；印刷板，具有用于檢測半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度的熱敏電阻，所述熱敏電阻被焊接到在印刷板的焊接表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體開關(guān)元件的引線部分或接近其引線部分；升壓變壓器，用于提高反相器單元的輸出電壓；高壓整流器單元，用于加倍和整流升壓變壓器的輸出電壓；和磁控管，用于將高壓整流器單元的輸出輻射為微波；以及熱烹調(diào)室，它被提供有從磁控管輻射的微波；其中，所述反相器單元具有功率下降控制功能，用于使得反相器單元的輸出功率在啟動(dòng)磁控管后根據(jù)熱敏電阻的電阻而改變。
按照本發(fā)明的第二方面，提供了一種高頻電介質(zhì)加熱器件，用于熱處理要加熱的材料，包括微波輸出單元，它包括反相器單元，用于通過使用反相器控制電路而轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開關(guān)元件來將直流電流反轉(zhuǎn)為預(yù)定頻率的交流電流；多個(gè)散熱片，其上安裝了半導(dǎo)體開關(guān)元件以將半導(dǎo)體開關(guān)元件產(chǎn)生的熱量散出；印刷板，具有用于檢測半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度的熱敏電阻，所述熱敏電阻被焊接到在印刷板的焊接表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體開關(guān)元件的引線部分或接近其引線部分；升壓變壓器，用于提高反相器單元的輸出電壓；高壓整流器單元，用于加倍和整流升壓變壓器的輸出電壓；和磁控管，用于將高壓整流器單元的輸出輻射為微波；以及熱烹調(diào)室，它被提供有從磁控管輻射的微波；其中，所述反相器單元具有功率下降控制功能，用于當(dāng)熱敏電阻已經(jīng)采取預(yù)定電阻時(shí)將反相器單元的輸出功率降低到預(yù)定值。
本發(fā)明的第三方面涉及上述第二方面的高頻電介質(zhì)加熱器件，其中，所述反相器單元包括啟動(dòng)控制電路，它在啟動(dòng)磁控管時(shí)將半導(dǎo)體開關(guān)元件的集電極電壓控制為低于在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間的，并且，當(dāng)反相器單元的輸出功率被降低到預(yù)定值時(shí)使用所述啟動(dòng)控制電路。
按照本發(fā)明的第四方面，提供了一種高頻電介質(zhì)加熱器件，用于熱處理要加熱的材料，包括微波輸出單元，它包括反相器單元，用于通過使用反相器控制電路而轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開關(guān)元件來將直流電流反轉(zhuǎn)為預(yù)定頻率的交流電流；多個(gè)散熱片，其上安裝了半導(dǎo)體開關(guān)元件以將半導(dǎo)體開關(guān)元件產(chǎn)生的熱量散出；印刷板，具有用于檢測半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度的熱敏電阻，所述熱敏電阻被焊接到在印刷板的焊接表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體開關(guān)元件的引線部分或接近其引線部分；升壓變壓器，用于提高反相器單元的輸出電壓；高壓整流器單元，用于加倍和整流升壓變壓器的輸出電壓；和磁控管，用于將高壓整流器單元的輸出輻射為微波；以及熱烹調(diào)室，它被提供有從磁控管輻射的微波；
其中，所述反相器單元具有功率下降控制功能，用于當(dāng)熱敏電阻已經(jīng)采取預(yù)定電阻時(shí)將反相器單元的輸出功率降低到預(yù)定值，并且用于使得反相器單元的輸出功率根據(jù)熱敏電阻的電阻而改變。
本發(fā)明的第五方面涉及上述第一到第四方面的任何一個(gè)的高頻電介質(zhì)加熱器件，其中，當(dāng)熱敏電阻已經(jīng)采取預(yù)定電阻時(shí)將反相器單元的輸出功率降低到預(yù)定值。
在第六方面，本發(fā)明涉及具有熱敏電阻的印刷板，它包括反相器單元，用于通過轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開關(guān)元件來將直流電流反轉(zhuǎn)為預(yù)定頻率的交流電流；多個(gè)散熱片，其上安裝了半導(dǎo)體開關(guān)元件以將半導(dǎo)體開關(guān)元件產(chǎn)生的熱量散出；熱敏電阻，用于檢測所述開關(guān)元件的溫度，其中，所述熱敏電阻被焊接到在印刷板的焊接表面?zhèn)壬系乃鲩_關(guān)元件的引線部分或接近其引線部分。
在第七方面，本發(fā)明涉及第六方面的具有熱敏電阻的印刷板，其中，半導(dǎo)體開關(guān)元件是IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。
在第八方面，本發(fā)明涉及第七方面的具有熱敏電阻的印刷板，其中，所述引線部分是IGBT的發(fā)射極引線。
在第九方面，本發(fā)明涉及按照第一到第八方面的任何一個(gè)的具有熱敏電阻的印刷板，其中，所述熱敏電阻是芯片熱敏電阻。
在第十方面，本發(fā)明涉及一種高頻電介質(zhì)加熱器件，用于熱處理要加熱的材料，包括微波輸出單元，它包括印刷板，所述印刷板安裝了反相器單元、散熱片和熱敏電阻；升壓變壓器，用于提高反相器單元的輸出電壓；高壓整流器單元，用于加倍和整流升壓變壓器的輸出電壓；和磁控管，用于將高壓整流器單元的輸出輻射為微波；以及熱烹調(diào)室，用于包含要加熱的材料，以由此通過向熱烹調(diào)室中饋送從磁控管輻射的微波來熱處理所述要加熱的材料；其中，反相器單元是被安裝在按照第一到第九方面的任何一個(gè)的具有熱敏電阻的印刷板上的反相器單元。
按照如上所述的本發(fā)明，熱敏電阻是可以通過使用自動(dòng)機(jī)器而迅速地被安裝的芯片。此外，熱敏電阻直接地接收流過IGBT的引線的電流，使得有可能檢測接近IGBT的結(jié)溫的值。
而且，所述熱敏電阻不是被安裝在散熱片側(cè)上，而是被安裝在印刷板背面的焊接表面上，而不受冷卻空氣的影響。而且，不像現(xiàn)有方法那樣，不加大成本。


圖1是圖解按照本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)具有熱敏電阻的磁控管的電源的構(gòu)成的圖；圖2是圖解按照本發(fā)明的印刷板的視圖；圖3A和3B是圖解按照本發(fā)明的第一功率下降控制系統(tǒng)的圖，其中，圖3A是電路圖，圖3B是圖解比較器的操作的圖；圖4A和4B是圖解按照本發(fā)明的第二功率下降控制系統(tǒng)的圖，其中，圖4A是電路圖，圖4B是圖解比較器的操作的圖；圖5A和5B是圖解按照本發(fā)明的第三功率下降控制系統(tǒng)的圖，其中，圖5A是電路圖，圖5B是圖解比較器的操作的圖；圖6是圖解當(dāng)微波爐的進(jìn)風(fēng)口被閉合時(shí)的、按照本發(fā)明的第三控制系統(tǒng)的器件的操作的圖；圖7是圖解當(dāng)微波爐的風(fēng)扇被鎖住時(shí)的、按照本發(fā)明的第三控制系統(tǒng)的器件的操作的圖；圖8A和8B是圖解按照本發(fā)明的第四功率下降控制系統(tǒng)的圖，其中，圖8A是電路圖，圖8B是圖解比較器的操作的圖；圖9是圖解用于驅(qū)動(dòng)具有熱敏電阻的磁控管的傳統(tǒng)電源的圖；圖10A和10B是圖解磁控管的起始控制電路的視圖，其中，圖10A是電路圖，圖10B是圖解比較器的操作的圖；圖11是圖解按照本發(fā)明的印刷板的前視圖；圖12A、12B和12C是圖解下述情況下的IGBT的輸入電流控制波形、并且還圖解這些情況的IGBT的溫度控制波形(C)的圖當(dāng)熱敏電阻接近二極管電橋的引線部分的情況(A)，當(dāng)熱敏電阻接近IGBT的引線部分的本發(fā)明的情況(B)；圖13A和13B是圖解安裝熱敏電阻的狀態(tài)的傳統(tǒng)印刷板的視圖，其中，圖13A是在專利文件1中所述的具有熱敏電阻的印刷板的前視圖，圖13B是在專利文件2中所述的具有熱敏電阻的印刷板的透視圖。
在附圖中，附圖標(biāo)號(hào)7表示散熱片，8表示IGBT，9表示熱敏電阻，11表示商用電源，12表示磁控管，13表示整流器電路，14表示扼流圈，15表示平滑電容器，16表示反相器，161表示反相器控制電路，18表示升壓變壓器，181表示第一繞組，182表示第二繞組，183表示用于加熱燈絲的繞組，19表示倍壓半波整流器電路，307表示散熱片，308表示IGBT，309表示熱敏電阻。
具體實(shí)施例方式
圖1是圖解按照本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)磁控管的電源的構(gòu)成的圖。在圖1中，來自商用電源11的交流電流通過整流器電路13被整流為直流電流，通過在整流器電路13的輸出側(cè)上的扼流圈14和平滑電容器15被平滑，并且被饋送到反相器16的輸入端。通過將在反相器16中的半導(dǎo)體開關(guān)元件IGBT接通和斷開而將直流電流轉(zhuǎn)換為期望的高頻(20-40kHz)。反相器16被IGBT 16a和反相器控制電路161驅(qū)動(dòng)，IGBT 16a高速轉(zhuǎn)換直流電流，反相器控制電路161控制IGBT 16a，流過升壓變壓器18的初級(jí)側(cè)的電流被高速轉(zhuǎn)換以接通/關(guān)斷。
在升壓變壓器18中，從反相器16輸出的高頻電壓被施加到初級(jí)繞組181，并且在次級(jí)繞組182上獲得與匝數(shù)比成比例的高壓。而且，小數(shù)量匝數(shù)的繞組183被提供在升壓變壓器18的次級(jí)側(cè)上，并且用于加熱磁控管12的燈絲121。升壓變壓器18的次級(jí)繞組182具有用于整流其輸出的倍壓全波整流器電路20。倍壓全波整流器電路20由高壓電容器201、202和兩個(gè)高壓二極管203和204構(gòu)成。
在本發(fā)明中，一個(gè)特征是用于檢測IGBT 16a的溫度的熱敏電阻9未以傳統(tǒng)的方式附加到散熱片，而是直接地附加到IGBT 16a的引線部分或接近其引線部分的部分。此外，所述引線部分是發(fā)射極引線，并且芯片熱敏電阻被焊接在印刷板6的背面上的焊接表面上而不是散熱片側(cè)。
由熱敏電阻獲得的溫度數(shù)據(jù)被輸入到反相器控制電路161以控制反相器16。
圖2圖解了按照本發(fā)明的印刷板。在圖2中，參考標(biāo)號(hào)7表示散熱片，8表示IGBT，9表示熱敏電阻。
產(chǎn)生高溫的IGBT 8的散熱部分被緊固到散熱片7，并且其三個(gè)引線被插入在印刷板中的通孔中，并且被焊接在相對(duì)側(cè)(背面，焊接側(cè))。熱敏電阻9是芯片熱敏電阻，它被直接地焊接到在印刷基底6的背面上的焊接表面上的IGBT 16a的引線。
下面說明使用熱敏電阻的根據(jù)本發(fā)明的功率下降控制操作。
(1)本發(fā)明的在檢測后的功率下降控制操作，即使當(dāng)IGBT溫度已經(jīng)達(dá)到檢測溫度時(shí)也不中斷功率，而是相反，功率首先被降低到第一預(yù)定值(例如大約一半)。然后，當(dāng)IGBT溫度進(jìn)一步降低到低于檢測溫度時(shí)，功率再次返回預(yù)定值。當(dāng)IGBT溫度上升并且達(dá)到所檢測的溫度時(shí)，功率再次下降。這個(gè)操作被重復(fù)以保持檢測溫度。
(2)總是從微計(jì)算機(jī)側(cè)產(chǎn)生預(yù)定的控制寬度信號(hào)，通過在反相器側(cè)的熱敏電阻來檢測IGBT溫度，并且向反相器控制電路發(fā)送所檢測的值以便控制反相器降低IGBT溫度。
(3)熱敏電阻被插入電阻分壓電路的一側(cè)，以根據(jù)當(dāng)熱敏電阻已經(jīng)檢測到過熱的溫度時(shí)的分壓比率來進(jìn)行逐漸的控制。
(4)在逐漸控制中，進(jìn)行操作來當(dāng)達(dá)到預(yù)定點(diǎn)時(shí)逐漸降低目標(biāo)值，并且重復(fù)這個(gè)操作。這個(gè)控制操作的周期是短的，即大約1到大約2秒。如上所述，這種控制第一次變得可能，因?yàn)橥ㄟ^在IGBT的端子的背面上的芯片熱敏電阻而使得加熱時(shí)間常數(shù)較小。
在由于某些原因咬住風(fēng)扇的異物導(dǎo)致風(fēng)扇突然停止旋轉(zhuǎn)的情況下，至此判斷所述器件已經(jīng)變得故障，并且必須中斷烹調(diào)。但是，按照本發(fā)明，注意力放在雖然風(fēng)扇變得有缺陷，但是IGBT不容易熱擊穿。即，繼續(xù)烹調(diào)，并且當(dāng)IGBT的溫度提高到接近IGBT可能熱擊穿的值時(shí)功率降低到大約一半，區(qū)別大。確認(rèn)IGBT不被上述情況熱擊穿。因此，普通烹調(diào)的人可能僅僅感到加熱速度變得略為緩和，但是繼續(xù)烹調(diào)，而不感到器件擊穿的心理不適。
現(xiàn)在參照附圖來具體說明由本發(fā)明執(zhí)行的功率下降操作。
圖3是圖解按照本發(fā)明的第一功率下降控制系統(tǒng)的圖，其中，圖3A是電路圖，圖3B是圖解比較器的操作的圖。
在圖3A中，作為比較器CO1的兩個(gè)輸入端之一的端子(A)接收在點(diǎn)P3的電勢，在點(diǎn)P3，IGBT的集電極電壓被分壓電阻器R3和R4來分壓，并且另一端(C)接收3V，因?yàn)樵趩?dòng)時(shí)的開關(guān)S1在端子a側(cè)上。在磁控管被加熱并且采取穩(wěn)定狀態(tài)后，切換開關(guān)S1被切換到端子b側(cè)，并且端子(C)接收在點(diǎn)Pc的電勢，在點(diǎn)Pc，電壓Vcc被分壓電阻器R1和熱敏電阻T1分壓，如上所述。
在此，與圖10A的啟動(dòng)控制電路的區(qū)別是輸入在點(diǎn)Pc的電勢，在點(diǎn)Pc，電壓Vcc被分壓電阻器R1和熱敏電阻T1分壓(在圖10A和10B，電勢被分壓電阻器R1和R2分壓)。熱敏電阻具有這樣的特性電阻隨著溫度的升高而降低。因此，如在圖3B中的(C)所示，在檢測到熱敏電阻的預(yù)定檢測溫度后，集電極電壓逐漸降低。在啟動(dòng)時(shí)，反相器控制電路161根據(jù)比較器CO1的通/斷數(shù)據(jù)來控制IGBT的通/斷占空比，以便在P3的電勢變得近乎與3V一致。因此，IGBT的集電極電壓變得低于在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間的。在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間，比較器CO1的端子(C)接收電勢Pc，它大于在啟動(dòng)時(shí)的3V。因此，反相器控制電路161工作來提高IGBT的通/斷控制的接通占空比，以便在P3的電勢(A)變得近乎與在Pc的電勢(C)一致，并且IGBT的集電極電壓也提高。但是，在此，雖然未示出，接通占空比的提高被由反相器控制電路161處理的功率控制功能限制，并且基于其他的輸入信號(hào)(例如在現(xiàn)有技術(shù)部分中圖解的輸入電流數(shù)據(jù))而工作。因此，如圖3A和3B所示，將在Pc的電勢(C)保持為總是大于在P3的電勢(A)，并且比較器CO1的輸出被保持為總是接通。但是，當(dāng)加熱IGBT時(shí)，熱敏電阻T1的電阻降低。因此，當(dāng)電勢變得等于在P3的電勢(A)時(shí)，再次開始通/斷操作，并且反相器控制電路161降低IGBT的通/斷控制的接通占空比，以便在P3的電勢(A)隨著在Pc的電勢(C)中的降低而降低，并且反相器輸出降低。
在按照如上所述的第一實(shí)施例的功率下降控制操作中，允許反相器單元的輸出功率根據(jù)在啟動(dòng)磁控管后處于穩(wěn)定狀態(tài)的熱敏電阻的電阻而改變。因此，即使在風(fēng)扇由于某些原因而停止旋轉(zhuǎn)的情況下，不像在現(xiàn)有技術(shù)中那樣，不中斷電源，而是允許反相器單元工作。當(dāng)IGBT的溫度升高時(shí)，熱敏電阻的電阻降低，并且反相器輸出降低。因此，烹調(diào)者僅僅感覺加熱速率略微緩和，但是被允許繼續(xù)烹調(diào)。
圖4A和4B是圖解按照本發(fā)明的第二功率下降控制系統(tǒng)的圖，其中圖4A是電路圖，以及圖4B是圖解比較器的操作的圖。
在第二系統(tǒng)中，當(dāng)熱敏電阻的檢測溫度小于預(yù)定值時(shí)不操作用于限制集電極電壓的電路。但是，當(dāng)超過所述預(yù)定值時(shí)，操作電路以限制集電極電壓。在此，一個(gè)特征在于使用圖10A的上述啟動(dòng)控制電路來限制集電極電壓。
在圖4A中，作為比較器CO1的兩個(gè)輸入端之一的端子(A)接收在點(diǎn)P3的電勢，在點(diǎn)P3，IGBT的集電極電壓被分壓電阻器R3和R4分壓，另一端(D)接收3V，因?yàn)樵趩?dòng)時(shí)的開關(guān)S1在端子a側(cè)上。在磁控管被加熱以采取穩(wěn)定狀態(tài)后，切換開關(guān)S1被切換到端子b側(cè)，并且施加電壓E2(＝6V)。但是，在此，當(dāng)由于伴隨IGBT溫度提高的在熱敏電阻T1電阻中的降低而導(dǎo)致在點(diǎn)Pc的電勢——在此電壓Vcc被分壓電阻器R1和熱敏電阻T1分壓——降低到小于(3+α)V的時(shí)候，切換開關(guān)S1再次被改變到端子a側(cè)，并且施加3V。
在啟動(dòng)時(shí)，反相器控制電路161根據(jù)比較器CO1的通/斷數(shù)據(jù)來控制IGBT的通/斷占空比，以便在P3的電勢變得近乎與3V一致。因此，IGBT的集電極電壓變得低于在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間的。在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間，反相器控制電路161工作來提高IGBT的通/斷控制的接通占空比，以便在P3的電勢(A)變得近乎與6V一致，并且IGBT的集電極電壓也提高。但是，在此，雖然未示出，接通占空比的提高被由反相器控制電路161處理的功率控制功能限制，并且基于其他的輸入信號(hào)(例如在現(xiàn)有技術(shù)部分中圖解的輸入電流數(shù)據(jù))而工作。因此，如圖4A和4B所示，將在P3的電勢(A)變得總是低于在比較器的一個(gè)輸入端(D)的6V，并且，并且比較器CO1的輸出被保持為總是接通。但是，當(dāng)加熱IGBT時(shí)，熱敏電阻T1的電阻降低。因此，當(dāng)在點(diǎn)Pc的電勢Vpc變得小于預(yù)定值(3+α)V時(shí)，切換開關(guān)S1的動(dòng)觸點(diǎn)K1從6V的端子b側(cè)向3V的端子a側(cè)改變，以大幅度降低在比較器CO1的+輸入端D的電勢以再次啟動(dòng)通/斷操作。然后，反相器控制電路161根據(jù)比較器CO1的通/斷數(shù)據(jù)而控制IGBT的通/斷占空比，以便在P3的電勢變得近乎與3V一致，并且反相器輸出大大降低。
在按照如上所述的第二實(shí)施例的功率下降控制操作中，當(dāng)熱敏電阻已經(jīng)采取預(yù)定電阻時(shí)，反相器單元的輸出功率大幅度地降低到第一預(yù)定值。因此，即使在風(fēng)扇已經(jīng)由于某些原因而停止旋轉(zhuǎn)的情況下，不像在現(xiàn)有技術(shù)中那樣，不中斷電源，而是反相器單元繼續(xù)工作。當(dāng)熱敏電阻的電阻伴隨在IGBT的溫度中的升高而降低到預(yù)定值時(shí)，反相器大大地降低輸出。因此，烹調(diào)者僅僅感覺加熱速率略微緩和，但是被允許繼續(xù)烹調(diào)。

圖5A和5B是圖解按照本發(fā)明的第三功率下降控制系統(tǒng)的圖，其中，圖5A是電路圖，以及圖5B是圖解比較器的操作的圖。
所述第三系統(tǒng)是第二系統(tǒng)的控制操作的修改。當(dāng)熱敏電阻的檢測溫度進(jìn)一步提高時(shí)，在第二系統(tǒng)中使用的3V的參考信號(hào)按照由熱敏電阻檢測的溫度而降低。
在圖5A中，在啟動(dòng)時(shí)切換開關(guān)S1和S2的動(dòng)觸點(diǎn)K1和K2與端子a側(cè)接觸，并且在點(diǎn)P5——在此Vcc被電阻器R5和R6分壓——的電勢3V被輸入到比較器CO1的一個(gè)輸入端D。
而且，在啟動(dòng)時(shí)，比較器CO1的另一個(gè)輸入端A接收在點(diǎn)P3的電勢，在點(diǎn)P3，IGBT的集電極電壓被電阻器R3和R4分壓。當(dāng)通過熱敏電阻T1的電勢在穩(wěn)定狀態(tài)中大于E3(3+α)V時(shí)，開關(guān)S1和S2的動(dòng)觸點(diǎn)K1和K2與端子b側(cè)接觸。
當(dāng)通過熱敏電阻T1的電勢Vpc在穩(wěn)定狀態(tài)中小于E3(3+α)V時(shí)，開關(guān)S1的動(dòng)觸點(diǎn)K1在此切換到端子a側(cè)(此時(shí)，晶體管Tr1仍然截止)，由此施加3V，并且在比較器CO1的+輸入端D的電勢大幅度降低以再次開始通/斷操作。然后，反相器控制電路161根據(jù)比較器CO1的通/斷數(shù)據(jù)來控制IGBT的通/斷占空比，以便在P3的電勢變得近乎與3V一致，并且反相器輸出大大降低。
當(dāng)熱敏電阻T1的電阻進(jìn)一步降低而導(dǎo)致晶體管Tr1導(dǎo)通時(shí)，熱敏電阻T1的電勢與電阻器R6并聯(lián)相加而通過晶體管Tr1的發(fā)射極-基極。其后，反相器控制電路161在IGBT的通/斷控制中降低接通占空比，以便在P3的電勢(A)隨著在Pc的電勢(C)的降低而降低。因此，IGBT的集電極電壓進(jìn)一步降低。
在按照如上所述的第三實(shí)施例的功率下降控制操作中，當(dāng)熱敏電阻采取預(yù)定電阻時(shí)，反相器單元的輸出功率大幅度地降低到預(yù)定值。當(dāng)熱敏電阻已經(jīng)采取另一個(gè)預(yù)定電阻時(shí)(圖5B中的①)，反相器單元的輸出被允許根據(jù)電阻而改變。因此，即使在風(fēng)扇由于某些原因而停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，也不像現(xiàn)有技術(shù)中那樣，不中斷電源，而是反相器單元繼續(xù)工作。當(dāng)熱敏電阻的電阻伴隨IGBT的溫度的上升而降低到預(yù)定值時(shí)，反相器大大地降低輸出，并且還繼續(xù)降低輸出。因此，烹調(diào)者僅僅感覺到加熱速度變得略微緩和，但是被允許繼續(xù)烹調(diào)。
在傳統(tǒng)的電路中，當(dāng)溫度繼續(xù)大幅度上升和變得過熱時(shí)中斷電源。但是，在本實(shí)施例中，功率一次大大地降低以大大地降低溫度梯度。如果溫度仍然上升，則溫度梯度進(jìn)一步緩和。
如果在傳統(tǒng)的電路中當(dāng)過熱時(shí)像在本發(fā)明中所進(jìn)行的那樣試圖降低輸出功率而不是中斷電源，則必須使用中央微處理器來將此實(shí)現(xiàn)。但是，為了在傳統(tǒng)電路中使用中央微處理器來進(jìn)行這種控制，由反相器使用的控制電勢必須被輸入到微計(jì)算機(jī)。
但是，由反相器使用的控制電勢(發(fā)射極電勢)不是地電勢(0V)，而是具有特定的電勢。因此，這個(gè)控制電勢不能被直接地輸入到微計(jì)算機(jī)，并且必須包括一些元件，諸如光耦合器。
因此，即使試圖像本發(fā)明那樣通過使用傳統(tǒng)電路而進(jìn)行功率下降控制，響應(yīng)速度也變慢，并且不能進(jìn)行正確的控制。
圖6和7圖解了按照本發(fā)明的功率下降控制系統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果。
圖6圖解了通過使用本發(fā)明的第三控制系統(tǒng)、閉合冷卻空氣輸入口和在120V/60Hz連續(xù)地產(chǎn)生最大輸出的基于水負(fù)荷的試驗(yàn)結(jié)果。
如圖所示，使用作為溫度傳感器的熱敏電阻的溫度檢測電路采用電源Vcc以及電阻器(16kΩ)和熱敏電阻(150kΩ)的串聯(lián)電路，并且V1是在連接點(diǎn)SS的電勢。T1是IGBT外殼的溫度。
當(dāng)在上述條件下操作微波爐時(shí)，T1以陡的梯度上升，但是熱敏電阻的電阻降低。因此，當(dāng)V1從在穩(wěn)定狀態(tài)的接近6.4V變得接近在靠近在第一級(jí)中的點(diǎn)C的、由于本發(fā)明而導(dǎo)致的3.5V的時(shí)候，被饋送到IGBT的功率減半。因此，以陡的梯度大幅度上升的IGBT的溫度T1的梯度在點(diǎn)C大大地緩和。雖然所述梯度緩和，但是IGBT的溫度仍然繼續(xù)上升。但是，在第二級(jí)的點(diǎn)D，第三系統(tǒng)的熱敏電阻的值變?yōu)楸容^器的輸入，并且IGBT的溫度在大約120攝氏度緩慢地改變。因此，IGBT不被熱擊穿，而是繼續(xù)工作。
即使在閉合微波爐的空氣輸入口的狀態(tài)中，本發(fā)明也關(guān)注IGBT不容易被熱擊穿。此外，本發(fā)明的熱敏電阻檢測部分具有小的加熱時(shí)間常數(shù)，使得能夠快速檢測溫度。本發(fā)明還繼續(xù)在功率下降模式中的操作，而不容易中斷加熱。因此，雖然烹調(diào)時(shí)間可能略微延長，用戶被允許繼續(xù)烹調(diào)，而不感覺到不適。
圖7是圖解了通過使用本發(fā)明的第三控制系統(tǒng)、鎖定冷卻扇和連續(xù)地產(chǎn)生在120V/60Hz的最大輸出的、基于水負(fù)荷的試驗(yàn)結(jié)果。如圖所示，使用作為溫度傳感器的熱敏電阻的溫度檢測電路采用電源Vcc以及電阻器(16kΩ)和熱敏電阻(150kΩ)的串聯(lián)電路，并且V1是在連接點(diǎn)SS的電勢。T1是IGBT外殼的溫度。T2是磁控管的陽極溫度。
當(dāng)在上述條件下操作微波爐時(shí)，T1和T2以陡的梯度上升(IGBT的電流在此時(shí)是16A)，但是熱敏電阻的電阻降低。因此，當(dāng)V1從在穩(wěn)定狀態(tài)的接近6.4V變得接近在靠近在第一級(jí)中的點(diǎn)C的、由于本發(fā)明而導(dǎo)致的3.5V的時(shí)候，被饋送到IGBT的功率減半(IGBT的電流此時(shí)是8.5A)。因此，以陡的梯度大幅度上升的IGBT的溫度T1和T2的梯度在點(diǎn)C大大地緩和。
但是，雖然所述T1的梯度緩和，但是IGBT的溫度仍然繼續(xù)上升。V1在一段時(shí)間內(nèi)(30-40秒)保持不變，但是熱敏電阻的值開始降低，并且V1也降低和在第二級(jí)的點(diǎn)D變?yōu)楸容^器的輸入。因此，T1的梯度緩和，上升的T2開始降低，并且操作繼續(xù)(IGBT的電流此時(shí)是4A)。然后，操作在超過150攝氏度的點(diǎn)E(在開始加熱操作后6分鐘)中斷，而T1仍然沿著寬松的梯度改變。
如上所述，即使在可能發(fā)生諸如微波爐的風(fēng)扇鎖住之類的事故的情況下，本發(fā)明也關(guān)注IGBT不容易被熱擊穿。此外，本發(fā)明的熱敏電阻檢測器部分具有小的加熱時(shí)間常數(shù)，使得能夠快速檢測溫度。本發(fā)明還繼續(xù)在功率下降模式中的操作，而不容易中斷加熱，即繼續(xù)操作6分鐘。6分鐘的加熱操作使得有可能執(zhí)行幾乎所有種類的烹調(diào)。因此，用戶被允許繼續(xù)烹調(diào)，而不感覺到任何不適。
圖8A和8B是圖解按照本發(fā)明的第四功率下降控制系統(tǒng)的圖，其中，圖8A是電路圖，并且圖8B是圖解比較器的操作的圖。
第四系統(tǒng)是第三控制操作的修改。一個(gè)特征在于在第三系統(tǒng)中，在比較器CO1的輸出端和地之間插入晶體管Tr2，并且向晶體管Tr2的基極施加晶體管Tr1的輸出信號(hào)(集電極電流)來作為通/斷控制信號(hào)。所述電路在其他方面相同。在圖5A和5B中，當(dāng)由熱敏電阻檢測的溫度進(jìn)一步被提高時(shí)(圖5B中的①)，3V的基準(zhǔn)信號(hào)按照由熱敏電阻檢測的溫度而進(jìn)一步被降低。另一方面，在圖8A和8B中，當(dāng)由熱敏電阻檢測的溫度被進(jìn)一步提高時(shí)(圖8B中的①)，由于晶體管Tr1而接通晶體管Tr2，由此，比較器CO1的輸出被強(qiáng)制降低到晶體管Tr2的發(fā)射極-集電極導(dǎo)通電勢，使得進(jìn)一步降低了功率。
如上所述，即使在風(fēng)扇由于某些原因而不能旋轉(zhuǎn)的情況中，反相器單元也繼續(xù)操作而不象現(xiàn)有技術(shù)中那樣關(guān)斷電源。當(dāng)熱敏電阻的電阻伴隨著IGBT的溫度的提高而降低到預(yù)定值時(shí)，反相器的輸出以兩個(gè)步驟而大大地降低。因此，烹調(diào)者被允許繼續(xù)烹調(diào)，僅僅感覺到加熱溫度略低，而不使得在高頻電介質(zhì)加熱器件中的IGBT擊穿。
接著，現(xiàn)在參照?qǐng)D11-12C來說明本發(fā)明的用于保護(hù)IGBT的、具有熱敏電阻的印刷板。
在本發(fā)明中，一個(gè)特征是用于檢測IGBT 16a的溫度的熱敏電阻309(見圖11)不以傳統(tǒng)的方式被附加到IGBT 16a的封裝體部分或散熱片，而是直接被附加到IGBT(16a)的發(fā)射極引線，并且不是被焊接在散熱片側(cè)，而是被焊接在印刷板306的背面扇的焊接表面，此外，所使用的熱敏電阻是芯片熱敏電阻。
熱敏電阻的溫度數(shù)據(jù)(電阻)伴隨在IGBT(16a)的溫度的提高而降低在到電阻器163的一個(gè)連接點(diǎn)的電勢。在所述連接點(diǎn)的電勢被輸入到反相器控制電路161以抑制加熱。
圖11圖解按照本發(fā)明的其上安裝了芯片熱敏電阻的印刷板。在圖11中，附圖標(biāo)號(hào)307表示散熱片，308表示IGBT，309表示熱敏電阻。
產(chǎn)生高溫的IGBT 308的散熱部分被緊固到散熱片307，并且其三條引線被插入在所述印刷板的通孔中，并且被焊接在相對(duì)側(cè)(背面，焊接側(cè))。熱敏電阻309是芯片熱敏電阻，它被直接地焊接在取代散熱片側(cè)的、印刷板306的背面上的焊接表面上的IGBT 16a的引線附近(具有相同的圖案電勢)。
按照如上所述的結(jié)構(gòu)，熱敏電阻是可以通過使用自動(dòng)機(jī)器來迅速地安裝的芯片。此外，熱敏電阻直接地接收流過IGBT的引線的電流，使得有可能檢測接近IGBT的結(jié)溫的值。
而且，熱敏電阻被安裝在不是散熱片側(cè)，而是在印刷板的背面上的焊接表面上，而不受到冷卻空氣的影響。而且，不像現(xiàn)有技術(shù)方法那樣增加成本。
圖12A、12B和12C是圖解下述情況下的IGBT的功率控制波形、并且還圖解這些情況的IGBT的溫度控制波形(C)的圖當(dāng)熱敏電阻接近二極管電橋的引線部分放置的情況(A)，和當(dāng)熱敏電阻接近IGBT的引線部分放置的情況(B)。
在圖12A和3B中，縱坐標(biāo)表示輸入電流，橫坐標(biāo)表示時(shí)間。在圖12C中，縱坐標(biāo)表示IGBT的溫度，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，T0表示IGBT的目標(biāo)(參考)溫度，T1和T1’表示在圖12B的溫度控制波形中的最大值和最小值，T2和T2’表示在圖12A的情況下的溫度控制波形中的最大值和最小值。
在圖12C中，當(dāng)電流被饋送到IGBT以操作反相器時(shí)，IGBT的溫度上升，并且在時(shí)間t0后達(dá)到目標(biāo)溫度T0。
(A)當(dāng)熱敏電阻被布置在接近二極管電橋的引線部分時(shí)，即使在IGBT的溫度已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)溫度T0后也難以向熱敏電阻導(dǎo)熱，并且熱敏電阻不能迅速地檢測溫度。在時(shí)間t2，熱敏電阻第一次檢測已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)溫度的溫度(但是，此時(shí)，IGBT的溫度已經(jīng)大大地提高到T2)，并且降低流入IGBT的電流(在圖12A中的t2)。從這個(gè)時(shí)刻，IGBT的溫度開始降低，并且在低于目標(biāo)溫度T0的溫度T2’，熱敏電阻第一次檢測低于目標(biāo)溫度T0的溫度(但是，此時(shí)，IGBT的溫度已經(jīng)大大地降低到T2’)，并且提高輸入電流。以下重復(fù)這個(gè)操作。按照如上所述檢測溫度的傳統(tǒng)方法，所檢測的溫度在最大溫度T2和最小溫度T2’之間的寬范圍上改變。因此，IGBT的功率控制的間隔變寬(見圖12A)，使得難于精細(xì)地控制輸入電流。
(B)另一方面，當(dāng)按照本發(fā)明熱敏電阻被布置在IGBT的引線部分時(shí)，IGBT的溫度有益地傳導(dǎo)到保持良好靈敏度的熱敏電阻。因此，在時(shí)間t1后，熱敏電阻立即檢測到達(dá)了目標(biāo)溫度T0(此時(shí)，IGBT的溫度已經(jīng)略微地提高到T1)，并且降低輸入電流(在圖12B中的t1)。從這個(gè)時(shí)刻，IGBT的溫度開始降低。熱敏電阻迅速檢測已經(jīng)變得低于目標(biāo)溫度T0的溫度T1’(此時(shí)，IGBT的溫度略微地降低到T1’)，并且輸入電流降低。在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)這個(gè)操作(見圖12B)。
按照如上所述的本發(fā)明的使用接近IGBT的引線部分的熱敏電阻的溫度檢測方法，IGBT的溫度被保持在最大溫度T1和最小溫度T1’之間的窄范圍內(nèi)。
在如上所述將熱敏電阻布置在靠近IGBT的發(fā)射極端側(cè)時(shí)，允許檢測在IGBT的溫度中的改變。因此，與當(dāng)熱敏電阻被布置在同一電勢的二極管電橋的引線時(shí)相比較，可以正確地檢測溫度，并且可以將溫度檢測水平設(shè)置到很接近IGBT的溫度。
此外，可以正確地和迅速地檢測IGBT溫度，使得有可能精細(xì)地控制IGBT的功率，以縮短功率下降時(shí)段，并且盡可能地穩(wěn)定反相器輸出。因此，可以靈敏地監(jiān)控IGBT的溫度，可以正確地感測圖12C的目標(biāo)溫度，并且與圖12A的情況相比較可以精細(xì)地執(zhí)行圖12B的功率控制。然后，如在圖12B的(B)中的IGBT溫度的圖所示，穩(wěn)定IGBT的溫度，由此容易控制功率，并且不太影響烹調(diào)性能。
本發(fā)明基于日本專利申請(qǐng)第2003-117072號(hào)和第2003-117073號(hào)，它們通過引用被并入在此。雖然在此僅僅具體說明了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是顯然，可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)其進(jìn)行多種修改。
<本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)>
在由于某些原因異物咬住風(fēng)扇而導(dǎo)致風(fēng)扇突然停止旋轉(zhuǎn)的情況下，至此判斷所述器件已經(jīng)變得故障，并且必須中斷烹調(diào)。但是，本發(fā)明關(guān)注即使在風(fēng)扇變得故障的情況下，也不容易將IGBT熱擊穿。此外，本發(fā)明的熱敏電阻檢測部分具有小的加熱時(shí)間常數(shù)，使得能夠快速檢測溫度。因此，可以繼續(xù)烹調(diào)。即，當(dāng)IGBT的溫度提高而接近IGBT可能被熱擊穿的值時(shí)，功率大大降低，并且烹調(diào)者可能僅僅感覺到加熱速度變得略微緩和，但是被允許繼續(xù)烹調(diào)，而不感到諸如器件已經(jīng)變得故障之類的不適。
按照如上所述的本發(fā)明，提供了一種印刷板，它包括反相器電路，用于通過轉(zhuǎn)換IGBT來將直流電流反轉(zhuǎn)為預(yù)定頻率的交流電流；多個(gè)散熱片，其上安裝了IGBT以將IGBT產(chǎn)生的熱量散出；熱敏電阻，用于檢測所述IGBT的溫度，其中，所述熱敏電阻被焊接到在印刷板的焊接表面?zhèn)壬媳┞兜腎GBT的引線部分或接近其引線部分。因此，熱敏電阻直接地接收流過IGBT的引線的電流，使得有可能檢測接近IGBT的結(jié)溫的值。而且，熱敏電阻不是被安裝在散熱片側(cè)上，而是被安裝在印刷板背面上的焊接表面上，而不受到冷卻空氣的影響，使得有可能正確地檢測IGBT的溫度。
而且，安裝位置是IGBT的發(fā)射極引線，并且不需要高的絕緣度，并且熱敏電阻便宜，而且是很小的芯片，它可以通過使用自動(dòng)機(jī)器而迅速地被安裝，而不像現(xiàn)有技術(shù)中那樣提高成本。
權(quán)利要求
1.一種高頻電介質(zhì)加熱器件，用于熱處理要加熱的材料，包括微波輸出單元，它包括反相器單元，用于通過使用反相器控制電路而轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開關(guān)元件來將直流電流反轉(zhuǎn)為預(yù)定頻率的交流電流；多個(gè)散熱片，其上安裝了半導(dǎo)體開關(guān)元件以將半導(dǎo)體開關(guān)元件產(chǎn)生的熱量散出；印刷板，具有用于檢測半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度的熱敏電阻，所述熱敏電阻被焊接到在印刷板的焊接表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體開關(guān)元件的引線部分或接近其引線部分；升壓變壓器，用于提高反相器單元的輸出電壓；高壓整流器單元，用于加倍和整流升壓變壓器的輸出電壓；和磁控管，用于將高壓整流器單元的輸出輻射為微波；以及熱烹調(diào)室，它被提供有從磁控管輻射的微波；其中，所述反相器單元具有功率下降控制功能，用于使得反相器單元的輸出功率在啟動(dòng)磁控管后根據(jù)熱敏電阻的電阻而改變。
2.一種高頻電介質(zhì)加熱器件，用于熱處理要加熱的材料，包括微波輸出單元，它包括反相器單元，用于通過使用反相器控制電路而轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開關(guān)元件來將直流電流反轉(zhuǎn)為預(yù)定頻率的交流電流；多個(gè)散熱片，其上安裝了半導(dǎo)體開關(guān)元件以將半導(dǎo)體開關(guān)元件產(chǎn)生的熱量散出；印刷板，具有用于檢測半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度的熱敏電阻，所述熱敏電阻被焊接到在印刷板的焊接表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體開關(guān)元件的引線部分或接近其引線部分；升壓變壓器，用于提高反相器單元的輸出電壓；高壓整流器單元，用于加倍和整流升壓變壓器的輸出電壓；和磁控管，用于將高壓整流器單元的輸出輻射為微波；以及熱烹調(diào)室，它被提供有從磁控管輻射的微波；其中，所述反相器單元具有功率下降控制功能，用于當(dāng)熱敏電阻已經(jīng)采取預(yù)定電阻時(shí)將反相器單元的輸出功率降低到預(yù)定值。
3.按照權(quán)利要求2的高頻電介質(zhì)加熱器件，其中，所述反相器單元包括啟動(dòng)控制電路，它在啟動(dòng)磁控管時(shí)將半導(dǎo)體開關(guān)元件的集電極電壓控制為低于在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間的，開且，當(dāng)反相器單元的輸出功率被降低到預(yù)定值時(shí)使用所述啟動(dòng)控制電路。
4.一種高頻電介質(zhì)加熱器件，用于熱處理要加熱的材料，包括微波輸出單元，它包括反相器單元，用于通過使用反相器控制電路而轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開關(guān)元件來將直流電流反轉(zhuǎn)為預(yù)定頻率的交流電流；多個(gè)散熱片，其上安裝了半導(dǎo)體開關(guān)元件以將半導(dǎo)體開關(guān)元件產(chǎn)生的熱量散出；印刷板，具有用于檢測半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度的熱敏電阻，所述熱敏電阻被焊接到在印刷板的焊接表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體開關(guān)元件的引線部分或接近其引線部分；升壓變壓器，用于提高反相器單元的輸出電壓；高壓整流器單元，用于加倍和整流升壓變壓器的輸出電壓；和磁控管，用于將高壓整流器單元的輸出輻射為微波；以及熱烹調(diào)室，它被提供有從磁控管輻射的微波；其中，所述反相器單元具有功率下降控制功能，用于當(dāng)熱敏電阻已經(jīng)采取預(yù)定電阻時(shí)將反相器單元的輸出功率降低到預(yù)定值，并且用于使得反相器單元的輸出功率根據(jù)熱敏電阻的電阻而改變。
5.按照權(quán)利要求1-4的任何一個(gè)的高頻電介質(zhì)加熱器件，其中，當(dāng)熱敏電阻已經(jīng)采取預(yù)定電阻時(shí)將反相器單元的輸出功率降低到預(yù)定值。
6.一種具有熱敏電阻的印刷板，它包括反相器單元，用于通過轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開關(guān)元件來將直流電流反轉(zhuǎn)為預(yù)定頻率的交流電流；多個(gè)散熱片，其上安裝了半導(dǎo)體開關(guān)元件以將半導(dǎo)體開關(guān)元件產(chǎn)生的熱量散出；熱敏電阻，用于檢測所述開關(guān)元件的溫度，其中，所述熱敏電阻被焊接到在印刷板的焊接表面?zhèn)壬系乃鲩_關(guān)元件的引線部分或接近其引線部分。
7.按照權(quán)利要求6的具有熱敏電阻的印刷板，其中，半導(dǎo)體開關(guān)元件是絕緣柵雙極晶體管。
8.按照權(quán)利要求7的具有熱敏電阻的印刷板，其中，所述引線部分是絕緣柵雙極晶體管的發(fā)射極引線。
9.按照權(quán)利要求6-8的任何一個(gè)的具有熱敏電阻的印刷板，其中，所述熱敏電阻是芯片熱敏電阻。
10.一種高頻電介質(zhì)加熱器件，用于熱處理要加熱的材料，包括微波輸出單元，它包括印刷板，安裝了反相器單元、散熱片和熱敏電阻；升壓變壓器，用于提高反相器單元的輸出電壓；高壓整流器單元，用于加倍和整流升壓變壓器的輸出電壓；和磁控管，用于將高壓整流器單元的輸出輻射為微波；以及熱烹調(diào)室，用于包含要加熱的材料，以由此通過向熱烹調(diào)室中饋送從磁控管輻射的微波來熱處理所述要加熱的材料；其中，反相器單元是被安裝在按照權(quán)利要求6-9的任何一個(gè)的具有熱敏電阻的印刷板上的反相器單元。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高頻電介質(zhì)加熱器件，包括微波輸出單元，它包括使用半導(dǎo)體開關(guān)元件的反相器單元、用于散出由IGBT產(chǎn)生的熱量的多個(gè)散熱片、具有用于檢測半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度的熱敏電阻的印刷板——其中所述熱敏電阻被焊接到在印刷板的焊接表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體開關(guān)元件的引線部分或接近其引線部分、升壓變壓器、高壓整流器單元和磁控管；以及熱烹調(diào)室，它被提供有從磁控管輻射的微波。當(dāng)熱敏電阻采取預(yù)定電阻時(shí)，通過大大地降低被提供到半導(dǎo)體開關(guān)元件的功率而進(jìn)行功率下降控制操作。然后，允許被提供到半導(dǎo)體開關(guān)元件的功率根據(jù)熱敏電阻的電阻而改變。
文檔編號(hào)H05B6/68GK1778145SQ200480010970
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者末永治雄, 守屋英明, 酒井伸一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社