专利名称：设有排气炉罩的高频加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设置有一排气炉罩的高频加热装置，该排气炉罩具有能够将由安装在该高频加热装置自身主体下的另一个加热烹调设备产生的废气进行流通的通风功能，并被设置成可利用一半导体元件将电功率转换成高频电功率。
背景技术：
传统地作为这种器具，目前还没有推出这样一种具有能够利用半导体元件将电功率转换成高频电功率的结构的高频加热装置，具有能够利用半导体元件将电功率转换成高频电功率的结构。然而，目前仅有这样一种加热设备，其具有一通风装置以及利用由特别重的物体构成的电感电容器谐振电路来提供高频电功率的结构。图7表示一具有传统结构的器具。
在图7中，附图标记1表示其中存放有要被加热物体的加热室，附图标记2表示一具有加热待加热物品的电感电容器(LC)谐振电路结构的电源装置，附图标记3表示一种用于将由安装于该传统器具主体下的另一加热烹调设备产生的废气排出的通风装置。并且，附图标记4表示一用灯光来为上述另一加热烹调装置照明的照明装置，其安装在传统器具的主体之下。
另外，在与高频加热装置相应的微波炉中，为了缩短加热时间，已采用了各种技术构思。例如，如日本未审专利申请公开No.平-2-227988中所述，虽然检测了诸如磁控管这样的各个元件的周围温度，但由于在一时间段内产生高于最大输出功率的正常连续最大输出功率，直到该检测温度达到各个元件的安全极限温度，所以这种技术构思是基于在保证各个元件的安全特性的同时缩短加热时间而作出的。
然而，在通常的家庭中，由于日本室内电气布线系统，这些微波炉通常在额定功率为100V/15A的电源下使用，所以这些微波炉的功率消耗应被限制在小于或等于1.5kW。
现在参照图16A、16B和16C，来解释构成传统的通用高频加热装置的微波炉的功率消耗。
在图16A、16B和16C中，横坐标表示时间“t”、纵坐标表示功率消耗“W”。图16A表示该微波炉的总的功率消耗。类似地，图16B表示用于振荡来自相当于微波炉中使用的电磁波辐射单元的磁控管的电磁波所消耗的电功率“W1”。图16C表示其它功率消耗，即冷却装置(例如，风扇)、照明装置(灯)以及食物放置装置(转盘)的功率消耗“2W”。尽管图16C中所示的功率消耗“W2”是基本上与时间的流逝无关的常量，然而图16B中所示的用于振荡电磁波而消耗的电功率W1，则根据磁控管的温度及控制方法而发生细微地变化。在这种情况下，从加热操作的开始时间点“0”到时间点“t6”，功率消耗W1略微降低，然后在时间点“t6”以后功率消耗W1变成常量。由于图16A是该微波炉的总的功率消耗，该功率消耗为“W1+W2”。现在，在使用通用微波炉这种情况下，这些微波炉通常在额定功率为100V/15A的电源下使用。于是，这些微波炉的功率消耗被控制在小于或等于1.5kW。在这1.5kW的功率消耗中，除了振荡电磁波以外，风扇(10W)、灯(30W)、转盘(10W)也消耗了电功率。另外，对于电磁波的振荡，由于实际功率消耗以大约50至60％的效率转变为电磁波，主要用500W至700W的高频输出功率来加热食品。
然而，由于在上面说明的如图7所示的传统用具中，高频电功率不能以线性方式来控制，因此根据各个电子元件最大额定电功率的总值，不超过由该传统器具的总功率消耗而确定的上限值来设计该器具。
换句话说，即使当通风装置和/或照明装置没有运行，它们的总的功率消耗也没有加到用于加热待加热物品的高频电功率中。并且，由于执行加热烹调操作时所执行的功率控制操作是通过中断恒定的高频输出功率来实现，因此在烹调过程中，不能根据待加热物品的加热条件来提供合适的高频输出功率，这将使烹调性能的波动扩大了。另外，LC电源是具有约10千克重量的包括高压变压器以及高压电容器的很重的物体。并且，在安装了其重心明显地偏向电气室一侧的很重的器具的情况下，其安装工作必须要多个工人来完成。因此，由于壁面的强度不够大，这种很重的器具没有安装在稳定状态下，故而在其重心偏心的沉重器具安装以后，存在安全特性方面的问题。
此外，在上面说明的传统结构中，由于在加热操作开始以后，除电磁波的振荡以外的功率消耗持续不变，因此用于振荡电磁波的电功率有一上限。因此，存在加热时间不能被缩短的问题。
同样，相反地，为了保证有大量的电功率来振荡电磁波，如果将诸如风扇这样的冷却装置除去，就会出现另一问题。即，该微波炉的可靠性恶化了，例如，由于温度的升高，会发生诸如磁控管这样的电磁波辐射单元的损坏。同样，如果将诸如电灯这样的照明装置除去，则会出现另一问题，即从微波炉外无法观察加热操作进行的程度。当食品放置装置如转盘被除去时，食品不能被均匀地加热。结果，存在另一问题，即烹调质量不稳定。
发明内容
本发明力图解决现有技术中存在的上述问题，因此，本发明的一个目的是提供一种高频加热装置，在为该器具提供可以满足用户需要的烹调性能以及安装性能或安全性能的同时，其能从有限的功率消耗调节值中得到最大的高频电功率，并能够最大限度地得到烹调性能，还能大大地改进该器具的安装施工性能以及安装后固定该器具的安全特性。
另外，本发明力图解决如上说明的问题，因此，本发明的一个目的是提供一种高频加热装置，其能确认食品加热的进行程度，并能均匀地加热食品，同时缩短了加热时间，并且不再发生由于温度的增加而导致的磁控管等等部件的损坏。
要解决现有技术的上述问题，根据本发明，配备有一由半导体元件制成的高频功率控制装置以及一排气炉罩的高频加热装置的布置，以便以这样一种方式来控制，即在功率消耗的上限值内得到最大高频电功率；如果需要，高频输出功率可以以线性方式增加/减小；器具的重量可被大大地降低。
因此，通过输出最大高频功率可以实现最高速度的加热烹调操作，可以实现能够得到最优烹调性能的烹调顺序，并且可以大大地改进该器具相对于该器具安装壁面的安装性能和安全性能。
要解决现有技术的上述问题，根据本发明，配备有一由半导体元件制得的高频功率控制装置以及一排气炉罩的高频加热装置的布置，以便以这样一种方式来控制，即在功率消耗的上限值内得到最大高频电功率；如果需要，高频输出功率可以以线性方式增加/减小；并且，当输出最大高频功率时，冷却装置、照明装置、食品放置装置以及通风装置中的任何一个的运行都被停止或在低功率下进行。
因此，通过输出最大高频功率可以实现最高速度的加热烹调操作，可以实现能够得到最优烹调性能的烹调顺序，并且高频输出功率可被有效地供给。
一高频加热装置，如本发明的权利要求1所叙述的，其特征在于一配备有排气炉罩的高频加热装置对电功率的供给，是通过一由半导体元件构成的高频功率控制装置来执行。因此，具有大重量比的电源装置的重量可被大大地减轻。如图8中所示，该高频加热装置可以很容易地安装在甚至是位于另一加热烹调装置之上的高位安装壁平面上，如图8所示，在图中高频加热可被牢固地安装。另外，由于重量平衡更好，该器具可在稳定状态下安装，从而可大大地改进其安全特征。
权利要求2叙述的本发明的特征在于当如权利要求1中叙述的配备有排气炉罩的高频加热装置的电源装置，通过一由半导体元件制得的高频电功率控制装置来实现时，由于该功率控制装置设置有限时元件，因此烹调待加热物品所需的线性加热输出功率，可在一必要的持续时间内供给，从而可以得到最优的烹调性能。
在图9中表示本发明的效果与现有技术的效果进行了比较，如图9所示，权利要求3叙述的本发明的特征在于权利要求1叙述的配备有排气炉罩的高频加热装置的电功率的供给，可通过由半导体元件制得的高频功率控制装置来实现。因此，由于在最大高频电功率不超过整个器具的功率消耗的上限值的范围内，可以得到最大高频电功率，因此可以实施这种电功率控制操作。即，当通风装置和照明装置的操作停止时，可以得到高达该上限值的高频加热功率。相反地，当执行通风装置和照明装置的操作时，高频加热功率可保持在整个器具的功率消耗的上限值之内。因此，如果需要，最大允许加热功率可控制在最大允许加热功率不超过整个器具的功率消耗的上限值的范围之内。
此外，为了防止设置在加热装置内的自热量是最高值的该半导体元件发生过热损坏现象，检测其冷却风的温度。因此，高频输出功率在这种问题发生之前就得到了控制，因而这些元件的损坏现象、这些元件的冒烟以及这些元件的着火也都可被防止。
权利要求4所述的本发明的特征在于当如权利要求1或权利要求2所述的配备有排气炉罩的高频加热装置的功率供给装置，通过一由半导体元件制得的高频功率控制装置来实现时，在电功率开始供给之后的一恒定时间段内，供给高于正常高频输出功率的最大高频输出功率。因此，当功率加热操作开始时，在功率供给装置的自热量较低的时刻，热效率可以以最大值有效地被利用，并且可供给该加热功率。更具体地，在使用频率变得最大，并且还可达到很大的效果的同时，还可实现轻负荷加热烹调操作时间的大大缩减。
权利要求5所述的本发明的特征在于当如权利要求3或权利要求4所述的配备有排气炉罩的高频加热装置的功率供给装置，通过一由半导体元件制得的高频功率控制装置来实现时，在加热操作开始之后的一恒定时间段内，供给最大高频输出功率。因此，尤其是在使用频率变得最大，并且还可达到很大的效果的同时，还可以实现轻负荷加热烹调操作时间的大大缩减。
如本发明权利要求6所述的一种高频加热装置，其特征在于这种配备有排气炉罩的高频加热装置包括一用于将待加热物品，如食品，放入其中或从其中取出的加热室，一用于向该加热室内辐射电磁波的电磁波辐射单元；用于冷却电磁波辐射单元的冷却装置；第一照明装置，用于将光线照入加热室内；第二照明装置，安装于一器具的一主体下面，用于用光线照亮另一加热烹调装置；食品放置装置，用于将加热室内的食品放于其上并被操作来作旋转运动；通风装置，用于将由另一加热烹调装置产生的废气排出，该气体从一吸气部分吸取；以及控制装置，用于控制电磁波辐射单元、冷却装置、第一和第二照明装置以及食品放置装置；其中电磁波辐射单元的高频输出功率在多个输出级上切换，并且当输出最大高频输出功率时，第一和第二照明装置以及食品放置装置的任何一个的操作都被停止或在低功率下执行。因此，由于可以在最大高频电功率不超过整个器具功率消耗的上限值的范围内得到最大高频电功率，这样可执行一种电功率控制操作。即，当通风装置和照明装置的操作停止时，可以得到高达上限值的高频加热功率。相反地，当通风装置和照明装置的操作执行时，高频加热功率可保持在整个器具的功率消耗的上限值之内。因此，如果需要，可将最大允许加热功率控制在最大允许加热功率不超过整个器具的功率消耗的上限值的范围之内。
如本发明权利要求7所述的一种高频加热装置，其特征在于该高频加热装置被构造成在加热操作开始之后的一恒定时间段内，供给最大高频输出功率。因此，当功率加热操作开始时，在功率供给装置的自热量较低的时刻，可以有效地以最大值利用热效率，并且可供给该加热功率。更具体地，在使用频率变得最大，并且还可达到很大的效果的同时，还可实现轻负荷加热烹调操作时间大大缩减的目的。
如权利要求8所述的一种高频加热装置，其特征在于该高频加热装置还包括温度检测装置，用于检测电磁波辐射单元的温度；并且该高频加热装置被设置成，当检测到的电磁波辐射单元的温度低于或等于一定温度时，供给最大高频输出功率。结果，由于高频功率降低以及冷却风扇的操作开始，该温度的增加可被停止。因此，有这样一种效果，即高频输出功率可根据磁控管的安全性有效地供给。
如本发明权利要求9或10所述的一种高频加热装置，其特征在于该高频加热装置还包括检测装置，用于检测食品的物理量(重量、形状、温度、介电常数等等)，也用于检测加热室的条件(温度、湿度、电场等等)；该高频加热装置被设置成，根据检测装置的检测输出来供给最大高频输出功率。因此，当功率加热操作开始时，在功率供给装置的自热量较低的时刻，可以以最大值有效地利用热效率，并且可供给该加热功率。更具体地，在使用频率变得最大，并且还可达到很大的效果的同时，还可实现轻负荷加热烹调操作时间大大缩减的目的。
图1表示本发明一实施例1的配备有排气炉罩的高频加热装置装备图；图2是本发明实施例1中使用的功率变换器的电路图；图3A表示本发明实施例1的高频加热装置总的功率消耗的特性曲线图，图3B表示本发明实施例1中用于振荡电磁波的功率消耗的特性曲线图，图3C表示本发明实施例1中除电磁波的振荡以外所用的功率消耗的特性曲线图；图4A表示本发明实施例2的高频加热装置总的功率消耗的特性曲线图，图4B表示本发明实施例2中用于振荡电磁波的功率消耗的特性曲线图，图4C表示本发明实施例2中除电磁波的振荡以外所用的功率消耗的特性曲线图，图4D表示本发明实施例2中磁控管温度随时间而变化的特性曲线图；图5A表示本发明实施例3的高频加热装置总的功率消耗的特性曲线图，图5B表示本发明实施例3中用于振荡电磁波的功率消耗的特性曲线图，图5C是表示本发明实施例3中除电磁波的振荡以外所用的功率消耗的特性曲线图；图6是本发明实施例3的高频加热装置的重量—与—时间之间的关系的特性曲线图；图7是配备有排气炉罩的传统高频加热装置的装备图；图8表示配备有排气炉罩的传统高频加热装置的壁面安装结构图；图9表示在高频输出功率设定方面进行的现有技术的效果与本发明的效果之间的比较图；图10示意性地表示本发明实施例5的设置有排气炉罩的高频加热装置截面图；图11是本发明实施例5的设置有排气炉罩的高频加热装置的电路图；图12A表示本发明实施例5的高频加热装置总的功率消耗的特性曲线图；图12B表示本发明实施例5中用于振荡电磁波的功率消耗的特性曲线图；图12C表示本发明实施例5中除电磁波的振荡以外所用的功率消耗的特性曲线图；图13A表示本发明实施例6的高频加热装置总的功率消耗的特性曲线图；图13B表示本发明实施例6中用于振荡电磁波的功率消耗的特性曲线图；图13C表示本发明实施例6中除电磁波的振荡以外所用的功率消耗的特性曲线图；图13D表示本发明实施例6中磁控管温度瞬时变化的特性曲线图；图14A表示本发明实施例7的高频加热装置总的功率消耗的特性曲线图；图14B表示本发明实施例7中用于振荡电磁波的功率消耗的特性曲线图；图14C表示本发明实施例7中除电磁波的振荡以外所用的功率消耗的特性曲线图；图15表示本发明实施例3的高频加热装置的重量—与—时间之间的关系的特性曲线图；图16A表示现有技术的高频加热装置总的功率消耗的特性曲线图；图16B表示现有技术中用于振荡电磁波的功率消耗的特性曲线图；图16C表示现有技术中除电磁波的振荡以外所用的功率消耗的特性曲线图。在附图中，附图标记表示的部件如下；1-——加热室；2-——电源装置；2-1———高频加热装置；2-2———含有半导体元件的功率变换器；3-——通风装置；4-——第一照明装置；6-——冷却装置；7-——吸气口；8———器具主体；9-——高频加热物品的旋转装置；10———第二照明装置；11———另一高频加热物体；12———控制单元(控制装置)；14———波导；16———旋转装置的驱动单元；17———室内照明孔；201———加热室；202———食品；203———磁控管(电磁波辐射单元)；206———转盘(食品放置装置)；208———冷却风扇(冷却装置)；209———灯(第二照明装置)；
212———控制单元(控制装置)；251———通风装置；252———灯(第一照明装置)。
具体实施例方式
现在将参照附图，对本发明优选实施例进行描述。
(实施例1)图1是根据本发明一实施例1的示例性地表示各个元件的功能以及配备有排气炉罩的高频加热装置的布置结构视图。
在图2中，电源装置2使用了半导体元件，以便控制高频电功率，并且高频发生装置(磁控管)2-1和使用半导体元件的功率变换器2-2组成了加热装置。通风装置3具有这样的结构，即由使用位于该器具之下的另一加热烹调装置11进行烹调操作而产生的废气，通过形成于该器具底板部分上的吸气口7被吸入该器具内部，然后通过通风装置3排放到该器具上部的前板或者排放到室外区域。
通常，通风装置具有这样的技术规范，即，该通风装置可以不管高频加热烹调操作而独立地运行，或者可以根据位于该器具之下另一加热烹调操作的蒸煮度，通过检测热空气而自动地进行通风操作。
第一照明装置4相当于用电灯来照亮由位于器具之下的另一加热烹调装置进行烹调的待加热物品的照明装置。通常，该第一照明装置4位于器具的底板上。
此外，由半导体元件制得的高频控制装置以这样一种方式运行，即商用电源的交流(AC)电压经整流器整流而转换成直流(DC)电压，然后，高频电功率通过一谐振电路和一半导体开关元件来供给。
图2是用来表示电源装置2的配置的电路图。磁控管驱动电路设置有直流电源100、与该直流电源100相连的高压变压器102、一第二电容器102、一第一电容器104、一第二半导体开关元件105、一第一半导体开关元件106、一驱动装置107、一整流装置108、和一磁控管109。第二电容器103串联连接到高压变压器102的初级线圈侧。第一电容器104与高压变压器102的初级线圈侧并联连接。第二半导体开关元件105与第一电容器104并联连接。第一半导体开关元件106与第二半导体开关元件105串联连接。驱动装置107驱动第一半导体开关元件106和第二半导体开关元件105。整流装置108与高压变压器102的次级线圈侧相连。磁控管109与整流装置108相连。
现在将针对根据本发明的使用上述配置的设有排气炉罩的高频加热装置，说明该高频加热装置的运行和效果。
首先，在图1所示的第一实施例的配置中，当加热烹调操作开始时，置于加热室1内的待加热物品13，由从磁控管2-1辐射并经过波导14的具有2.45GHz频率的电磁波加热。待加热物品13被放置在一加热物品旋转装置9上，并通过旋转装置的驱动单元16的运行、在使待加热物品均匀加热的烹调条件下旋转。磁控管2-1由冷却装置6以强制空气冷却的方式冷却，第二照明装置10通过室内照明孔17将光线射入加热室1，以便用户可以观察到烹调操作的进行情况。控制单元12以这样的方式控制高频加热装置，即该控制单元12判断下列设备是否运行由用户可选择操作的通风装置3、第一照明装置4以及加热物品旋转装置9；控制单元12将所获得的这些操作所消耗的功率加到高频加热电功率上的信号提供给电源装置，以便器具消耗的总功率可有效地限定在额定功率消耗量的上限值之内。
如图9所示，在如下情况，即当电源装置用作由半导体设备构成的高频电源装置；诸如通风装置、第一照明装置、加热室内的待加热物品旋转装置等所有这些设置，在器具中的装置同时运行时，该高频电源装置可提供的最大加热功率与传统器具中的相等，通过对比图9的例子4和1至3可以看出这点。然而，如例子5所示，当消耗较高电功率的通风装置不运行时，控制单元12中所用的微型计算机可判断识别该通风装置的不工作情况，于是，将所获得的这样的信号，即将该通风装置消耗的电功率加到高频加热电功率上，传递给电功率控制装置。结果，本发明的高频电源装置可供给较传统高频电源装置更高的高频加热电功率。另外如例子6中所示，当除高频加热装置以外的诸如通风装置、照明装置、待加热物品旋转装置等等所有这些设置都不工作时，与例子5中的说明类似，微型计算机根据该微型计算机作出的判断识别结果，可将除冷却加热装置所需的冷却装置的功率消耗量以外的所有上述功率消耗，加到该高频加热功率，从而在预定的功率消耗极限之内可提供最大高频电功率来加热烹调待加热物品。因此，在可允许的条件下尽可能用最大电功率进行最高速度的烹调加热操作，并可得到最优的烹调性能。
并且，在该第一实施例中，在器具中设置了一个检测冷却自热量较大的电源装置的冷却风的温度的元件。这样，控制操作可以以这样一种方式进行，即在电源装置过热现象引起的问题出现之前就抑制高频输出功率。并且，可以预先防止由于过热现象引起的这些元件的损坏、着火以及冒烟。
并且，根据该第一实施例，在由半导体元件制得的高频功率供给装置中，与传统的电感电容谐振电源装置相比，该功率供给装置的尺寸和重量可做得非常紧凑，并可减小到大约1/18(即，550克)。同时，由于器具的主体的重平衡得到了显著地改进，如图8所示，即使由一个工人安装也可将该高频电源装置安装在较高位置的安装壁面上。并且，由于高频电源装置可以做得很轻并可稳定地安装，因此可实现在安全设定特性方面的重大改进。
(实施例2)现在将参照图3A、3B、3C对本发明实施例2作以说明。
图3A、3B、3C是表示功率消耗瞬时变化的特性曲线图。该图表示了控制操作以这样一种方式执行的一个例子，该方式即在加热开始以后的一恒定时间段内施加最大高频功率。图3A表示微波炉的总的功率消耗(W1+W2)，该总的功率消耗是与时间无关的常数。类似地，图3B表示用于振荡磁控管2-1所产生的电磁波所消耗的电功率“W1”。在该特性曲线图中，在加热开始后的恒定时间段(0到t1)内，为了产生最大高频功率，功率消耗较高，而在时间点“t1”以后功率消耗降低了。图3C表示其它的功率消耗，即冷却风扇、灯、转盘驱动单元等等所消耗的功率“W2”。在该特性曲线图中，在“0”到“t1”之间的时间段内，它们的运行停止从而不消耗电功率，与此相反，在高频功率降低的时间“t1”以后，它们消耗恒定的电功率以执行正常的操作。在该实施例中，由于时间“t1”是常量，因此其效果是控制操作简化了。
(实施例3)接着，将参照图4A、4B、4C、4D描述本发明的实施例3。
图4A、4B、4C、4D是表示本发明实施例3中功率消耗随时间变化的特性曲线图，即表示了这样一种控制例子，即当磁控管2-1的温度小于或等于一定温度时供给最大高频输出功率。图4A表示微波炉的总的功率消耗(W1+W2)，与图3A相似，该总的功率消耗是与时间流逝无关的常数。图4B表示用于振荡磁控管2-1所产生的电磁波所消耗的电功率“W1”。在该特性曲线图中，在加热操作开始后的一定时间段(0到t2)内，为了产生最大高频输出功率，功率消耗较高，但在时间“t2”以后功率消耗降低了。图4C表示其它的功率消耗，即冷却风扇、灯、转盘驱动单元等等所消耗的功率“W2”。在该特性曲线图中，在“0”到“t2”之间的时间段内，它们的运行停止从而不消耗电功率，与此相反，在高频功率降低的时间“t2”以后，它们消耗恒定的电功率以执行正常的操作。图4D表示出磁控管2-1的温度瞬时的变化。在该特性曲线图中，加热操作开始时的温度称为“T1”，可维持安全性的温度上限称为“T3”，另一温度界限称为“T2”，在界限T2处冷却风扇随后运行，接着使该温度接近但不超过上述温度上限“T3”。并且，温度超过温度界限“T2”时的时间被称为“t2”。通过捕捉磁控管2-1的任一部分得到温度T1、T2、T3的变化情况，当加热操作进行并且加热温度超过温度界限“T2”时，高频功率在时间“t2”处降低，并且冷却风扇等开始运行，从而加热温度的增加被制止了。在该实施例中，其效果是根据磁控管2-1的安全性可有效地供给高频功率。
(实施例4)接着，将参照图5A、5B、5C和图6描述本发明的实施例4。
图5A、5B、5C是表示本发明实施例4中功率消耗瞬时变化的特性曲线图，即表示了高频功率由最大值逐渐降低的这样一种控制例子。图5A表示微波炉的总的功率消耗(W1+W2)，与图3A和图4A相似，该总的功率消耗是与时间流逝无关的常数。图5B表示用于振荡磁控管2-1所产生的电磁波所消耗的电功率“W1”。在该特性曲线图中，在加热操作开始后的一定时间段(0到t3)内，为了产生最大高频输出功率，功率消耗较高，但在时间“t3”以后功率消耗逐渐降低，接着在时间“t4”以后又变成常数。图5C表示其它的功率消耗，即冷却风扇、灯、转盘驱动单元等等所消耗的功率“W2”。在该特性曲线图中，在“0”到“t3”之间的时间段内，它们的运行停止从而不消耗电功率，在时间“t3”以后，它们的电功率逐渐增加。接着在高频功率降低的时间“t4”以后，它们消耗恒定的电功率。
图6表示确定图5A、5B、5C中所示的时间“t3”、“t4”的方法，其横坐标表示食品重量“m”、而其纵坐标表示时间“t”。尽管可以设想有各种根据来自食品的信息来确定加热食品的最佳加热时间的方法，但可以基于根据如图1所示的食品重量“m”而产生的信号来确定最佳加热时间“t5”(m)。此时，为了使食品在食品烹调操作完成时被均匀地烹制，应大致地确定下列限制。即，转盘需要在那一时间级上旋转，以及是否打开电灯以向用户表示进行的情况。根据上面描述的界限时间，对每一食物重量设定时间“t3”和“t4”。该实施例具有这样的效果，即可针对用户而提供更令人满意的加热操作结束时的烹制效果以及烹制进行状况的确认，此外，可有效地供给高频功率。
(实施例5)现在，将参照图10、11、12A、12B、12C来说明本发明的实施例5。
图10是用来示意性地表示本发明实施例5的高频加热装置的截面图。如该图所示，使用由磁控管203辐射出并经过波导204的具有2.45GHz频率的电磁波205，加热设置在加热室201内的食品202。食品202被放置在转盘206上，并且在使食品202得到均匀加热的烹制条件下，通过驱动单元207的运行而使食品旋转。磁控管203由冷却风扇208以强制空气冷却方式进行冷却，灯209通过孔210将光线211照射入加热室201，以使用户可以观察到烹制操作的进行情况。控制单元212以这样一种方式控制高频加热装置，即通过施加下列信号将总的功率消耗有效地限定在额定功率内，并且接收根据磁控管203的温升而产生的信号213，以及根据食品202的重量而产生的信号。也就是说，控制单元212发出信号215以控制磁控管203的输出，发出信号216以控制灯209，发出信号217以控制冷却风扇208，并且发出信号218以控制转盘206的驱动单元207。通风装置251具有这样的结构，即由位于器具之下的另一加热烹调装置的烹制操作而产生的气体，通过形成于器具底板部分上的吸气口而被吸入该器具内，接着，通过通风装置251排放到器具上部的前板或排放到室外。通常，通风装置1具有这样的技术规范。即通风装置251可以不管高频加热烹调操作而独立地运行，或者根据位于器具之下的另一加热烹调操作的程度、通过检测热空气来自动执行通风操作。
第一照明装置252相当于用来照亮由位于器具之下的另一加热烹调装置烹制的待加热物品的照明装置。通常，第一照明装置252位于器具的底板上。
图11表示用来控制磁控管功率的高频加热装置的电路图。如图中所示，高频加热装置由整流电路、反相电路、高压整流电路、磁控管203、控制电路230、控制单元212、初始控制单元233等等组成。整流电路由整流器220、电感器221以及电容器222构成，整流器220对来自商用电源219的电功率进行整流以得到直流电压。反相电路布置有电容器223、晶体管224、二极管225以及升压变压器226。高压整流电路由高压电容器227、高压二极管228和另一高压二极管229组成。通过接收高压整流电路的输出，磁控管203产生高频功率。控制电路230控制晶体管224的工作频率。控制单元212控制继电器231，并给该控制电路230提供加热指令。初始控制单元232给高频加热装置提供这样的指令，通过该指令，当高频加热装置启动以后的一恒定时间段内可以获得最大高频功率。此后，控制单元212降低高频功率，并且启动转盘驱动单元207、冷却风扇208和灯209。
图12A、12B、12C是表示功率消耗瞬时变化的特性曲线图。该图表示了控制操作以这样一种方式来执行的一个例子，该方式即在加热开始以后的一恒定时间段内施加最大高频功率。图12A表示微波炉的总的功率消耗(W1+W2)，该总的功率消耗是与时间流逝无关的常数。类似地，图12B表示用于振荡磁控管203所产生的电磁波所消耗的电功率“W1”。在该特性曲线图中，在加热开始后的恒定时间段(0到t1)内，为了产生最大高频功率，功率消耗较高，而在时间点“t1”以后功率消耗降低了。图12C表示其它的功率消耗，即冷却风扇208、灯209、转盘206的驱动单元207等等所消耗的功率“W2”。在该特性曲线图中，在“0”到“t1”之间的时间段内，它们的运行停止从而不消耗电功率，与此相反，在高频功率降低的时间“t1”以后，它们消耗恒定的电功率以执行正常的操作。在该实施例中，由于时间“t1”是常量，因此其效果是简化了控制操作。
因此，在如下情况，即当电源装置被用作由半导体设备构成的高频电源装置，诸如通风装置、第一照明装置、加热室内的待加热物品旋转装置等所有这些设置在器具中的装置同时运行时，该高频电源装置可提供的最大加热功率与传统器具中的相等。然而，当消耗较高电功率的通风装置不运行时，控制单元中所用的微型计算机可判断识别该通风装置的不工作情况，于是，将所获得的这样的信号，即将该通风装置消耗的电功率加到高频加热电功率上，传递给电功率控制装置。结果，本发明的高频电源装置可供给较传统高频电功率供给装置高的高频加热电功率。另外，当除高频加热装置以外的诸如通风装置、照明装置、待加热物品旋转装置等等所有这些装置都不工作时，微型计算机根据由该微型计算机作出的判断识别结果，可将除冷却加热装置所需的冷却装置的功率消耗量以外的所有上述功率消耗加到该高频加热功率，从而在预定的功率消耗极限之内可提供最大高频电功率来加热烹调待加热物品。因此，在允许的条件下尽可能用最大电功率进行最高速度的烹调加热操作，并可得到最优的烹调性能。
(实施例6)下面将参照图13A、13B、13C、13D描述本发明的实施例6。显然，与实施例5中所述的相同的附图标记在本实施例中被用来表示相同的结构元件。
图13A、13B、13C、13D是表示本发明实施例6中功率消耗瞬时变化的特性曲线图，即表示了这样一种控制例子，即当磁控管203的温度小于或等于一定温度时供给最大高频输出功率。图4A表示微波炉的总的功率消耗(W1+W2)，与图3A相似，该总的功率消耗是与时间流逝无关的常数。图4B表示用于振荡磁控管203所产生的电磁波所消耗的电功率“W1”。在该特性曲线图中，在加热操作开始后的一定时间段(0到t2)内，为了产生最大高频输出功率，功率消耗较高，但在时间“t2”以后功率消耗降低了。图4C表示其它的功率消耗，即冷却风扇208、灯209、转盘206的驱动单元207等等所消耗的功率“W2”。在该特性曲线图中，在“0”到“t2”之间的时间段内，它们的运行停止从而不消耗电功率，与此相反，在高频功率降低的时间“t2”以后，它们消耗恒定的电功率以执行正常的操作。图4D表示出磁控管203的温度瞬时的变化。在该特性曲线图中，加热操作开始时的温度被称为“T1”，可维持安全性的温度上限被称为“T3”，另一温度界限被称为“T2”，在界限T2处冷却风扇208随后运行，接着使该温度接近但不超过上述温度上限“T3”。并且，温度超过温度界限“T2”时的时间被称为“t2”。通过捕捉磁控管203的任一部分得到温度T1、T2、T3的变化，当加热操作进行并且加热温度超过温度界限“T2”时，高频功率在时间“t2”处降低，并且冷却风扇208等开始运行，从而制止了加热温度的增加。在该实施例中，其效果是根据磁控管203的安全性可有效地供给高频功率。
(实施例7)
接着，将参照图14A、14B、14C和图6描述本发明的实施例7。显然，与实施例5中所述的相同的附图标记在本实施例中被用来表示相同的结构元件。
图14A、14B、14C是表示本发明实施例7中功率消耗瞬时变化的特性曲线图，即表示了高频功率由最大值逐渐降低的这样一种控制例子。图14A表示微波炉的总的功率消耗(W1+W2)，与图12A和13A相似，该总的功率消耗是与时间流逝无关的常数。图14B表示用于振荡磁控管203所产生的电磁波所消耗的电功率“W1”。在该特性曲线图中，在加热操作开始后的恒定时间段(0到t3)内，为了产生最大高频输出功率，功率消耗较高，但在时间“t3”以后功率消耗逐渐降低，接着在时间“t4”以后又变成恒定。图14C表示其它的功率消耗，即冷却风扇208、灯209、转盘206的驱动单元207等等所消耗的功率“W2”。在该特性曲线图中，在“0”到“t3”之间的时间段内，它们的运行停止从而不消耗电功率，在时间“t3”以后，它们的电功率逐渐增加。接着在高频功率降低的时间“t4”以后，它们消耗恒定的电功率。
图15表示确定图14A、14B、14C中所示的时间“t3”、“t4”的方法，其横坐标表示食品重量“m”、而其纵坐标表示时间“t”。尽管可以设想有各种根据来自食品2的信息来确定加热食品2的最佳加热时间的方法，如图15所示，但可以基于根据如图10所示的食品重量“m”而产生的信号214来确定最佳加热时间“t5”(m)。此时，为了使食品202在食品202烹调操作时被均匀地烹制，应大致地确定下列限制。即，转盘206需要在那一时间级上旋转，以及是否打开灯209以向用户提供运行的情况。根据上面所述的界限时间，对每一食物重量都设定了时间“t3”和“t4”。该实施例具有这样的效果，即可针对该用户而提供更令人满意的加热操作结束时的烹制效果，以及烹制进行状况的确认，此外，可有效地供给高频功率。
权利要求
1.一种高频加热装置，设置有排气炉罩，并设置在用于烹调一待加热物品的另一加热烹调装置的上部，所述高频加热装置包括一器具的一主体；一用来存放待加热物品的加热室；用于烹制待加热物品的加热装置；用于冷却所述加热装置的冷却装置；用于抽吸由另一加热烹调装置产生的气体的吸气口；用于排放由所述吸气口吸入的空气通风的通风装置；用于排放所述空气的排气口；一具有至少一个半导体元件的功率变换器，用于将电功率转换成高频功率，从而为所述加热装置提供高频功率；以及用于控制该半导体元件的控制装置。
2.如权利要求1所述的设置有排气炉罩的高频加热装置，其中，所述用于将电功率转变成高频功率的功率变换器包括一用于给磁控管施加高压的高压变压器；与所述高压变压器的初级线圈侧相连的第一和第二电容器；与所述第一电容器相连的第一半导体开关元件；与所述第二电容器相连的第二半导体开关元件；用于驱动所述第一半导体开关元件和所述第二半导体开关元件的驱动电路；其中，所述功率变换器交替地驱动所述第一半导体开关元件或者驱动所述第二半导体开关元件。
3.如权利要求1或2所述的设置有排气炉罩的高频加热装置，其中，所述高频加热装置还包括初始控制装置，用于以这样的方式控制所述控制装置，即当一加热操作开始时，高频输出功率高于在正常运行时的额定输出功率；设置有初始控制装置的一限时元件；其中所述初始控制装置以这样的方式控制所述控制装置，即仅在由所述限时元件确定的时间段内输出比正常运行时的额定输出功率高的高频输出功率。
4.如权利要求3所述的设置有排气炉罩的高频加热装置，其中还包括第一照明装置，用于将光线照射入所述加热室；第二照明装置，安装于所述器具的所述主体的下面，用于采用光线照亮所述另一加热烹调装置；旋转装置，用于将加热室内的待加热物品放置于其上，以驱动所述待加热物品作旋转运动；用于加热所述待加热物品的加热装置；用于冷却所述加热装置的冷却装置；用于使由一吸气口吸入的空气流通的通风装置；以及用于控制所述加热装置、所述第一和第二照明装置、所述旋转装置、所述冷却装置以及所述通风装置的控制装置；其中，所述加热装置的高频输出功率在多个输出级之间切换，并且当输出最大高频输出功率时，所述第一和第二照明装置、所述旋转装置、所述冷却装置以及所述通风装置中的任何一个的运行都被停止，或者以低功率运行，或者当所述第一和第二照明装置、所述旋转装置、所述冷却装置以及所述通风装置中的任何一个运行时，所述控制装置控制所述功率变换器，将所述高频输出功率减小至低于最大高频输出功率的加热输出功率。
5.如权利要求3或4所述的设置有排气炉罩的高频加热装置，其中，所述高频加热装置被构造成，在所述加热操作开始后的一恒定时间段内，供给所述最大高频输出功率。
6.一种设置有排气炉罩的高频加热装置，包括；一加热室，用于将诸如食品这样的待加热物品放入其中或从其中取出；一电磁波辐射单元，用于将电磁波辐射到所述加热室中；用于冷却所述电磁波辐射单元的冷却装置；第一照明装置，用于将光线照射入所述加热室；第二照明装置，安装于一器具主体的下面，用于采用光线照亮另一加热烹调装置；食品放置装置，用于将所述加热室内的食品放置于其上，并被操作来作旋转运动；通风装置，用于使由所述另一加热烹调装置产生的，并从一吸气部分吸入的气体流通；以及控制装置，用于控制所述电磁波辐射单元、所述冷却装置、所述第一和第二照明装置以及所述食品放置装置；其中，所述电磁波辐射单元的高频输出功率可在多个输出级之间切换，并且当输出最大高频输出功率时，所述第一和第二照明装置、所述食品放置装置中的任何一个的运行都被停止，或者以低功率运行。
7.如权利要求6所述的设置有排气炉罩的高频加热装置，其中，所述高频加热装置被构造成在所述加热操作开始后的一恒定时间段内，供给所述最大高频输出功率。
8.如权利要求6所述的设置有排气炉罩的高频加热装置，其中还包括温度检测装置，用于检测所述电磁波辐射单元的温度；和所述高频加热装置被构造成，当检测到的所述电磁波辐射单元的温度小于或等于一定温度时，供给最大高频输出功率。
9.如权利要求6所述的设置有排气炉罩的高频加热装置，其中还包括检测装置，用于检测所述食品的物理量，还用于检测所述加热室的状况；以及其中所述高频加热装置被设置成，根据所述检测装置的检测输出，提供最大高频输出功率。
10.如权利要求9所述的设置有排气炉罩的高频加热装置，其中，所述食品的所述物理量指的是所述食品的重量、形状、温度以及介电常数中的至少一个，并且其中所述加热室的所述状况指的是所述加热室的温度、湿度、电场中的至少一个。
全文摘要
一种设置有排气炉罩的高频加热装置，包括一加热室、一通过一半导体元件来控制高频输出功率的电源装置、一通风装置、以及一用来照亮另一加热烹调装置的待加热物品的照明装置。由于该高频输出功率以这样的方式来控制在一合适的时间段内，以线性方式施加最佳加热输出功率，该加热输出功率可以以线性方式来控制，并且该高频加热装置可基本上被做得非常轻。因此，通过接收最大高频输出功率可实现最高速度的加热烹调操作，可以实现最佳的烹制性能，并且通过稳定地安装该器具所达到的该器具安装到安装壁面的安装性能以及安全性能得到了明显改进。
文档编号H05B6/80GK1397766SQ02128620
公开日2003年2月19日 申请日期2002年7月18日 优先权日2001年7月18日
发明者山内真人, 石墨俊行, 吉村博文, 三垣文彦, 稻田育弘, 松田正人 申请人:松下电器产业株式会社