CN100482009C

CN100482009C - 变频器微波炉和控制该微波炉的方法

Info

Publication number: CN100482009C
Application number: CNB2004100789574A
Authority: CN
Inventors: 申东鸣
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2024-09-16
Also published as: EP1538878B1; EP1538878A2; DE602004027458D1; JP2005174916A; KR20050055150A; EP1538878A3; US20050121442A1; KR100591314B1; CN1625307A; US7064306B2

Abstract

披露了一种变频器微波炉和控制该微波炉的方法，其中在微波炉初始工作期间提高一变频器的转换频率，在经一预定的时间后在微波炉正常工作期间降低该转换频率，从而防止了在初始工作期间将一过电压施加到产生电磁波的磁控管上，因此提高了该变频器的耐用性和工作可靠性。该变频器微波炉包括用于将市电交流电压整流和平滑为直流电压的整流器。该变频器基于来自整流器的直流电压执行转换操作以产生一磁控管驱动交流电压。该微波炉还包括用于将来自该变频器的交流电压转换为一大功率直流电压并将该转换后直流电压施加到该磁控管的磁控管驱动器，和一用于改变该变频器的转换频率以防止一过电压被施加到该磁控管的变频器控制单元。

Description

变频器微波炉和控制该微波炉的方法

技术领域

本发明涉及变频器微波炉和控制该微波炉的方法，更详细地说，涉及这样一种变频器微波炉和控制该微波炉的方法，其中提供了一变频器控制单元以改变该变频器的转换频率以便防止在微波炉初始工作期间将过电压加到磁控管上。

背景技术

图1的框图示出了传统的变频器微波炉的构成和图2是传统的变频器微波炉的详细框图。

该微波炉通常被用于在小室1中放置食物并向在该小室中的食物辐射电磁波以对食物加热。

磁控管M的作用是产生电磁波。为了驱动该磁控管M，市电交流(AC)电源3向安置有微波炉的一般家庭提供60HZ的市电交流电压，和变频器2将来自市电交流(AC)电源3的市电交流电压转换为大约为3500V或更高的大功率直流(DC)电压并且将该转换的直流电压加到该磁控管M上。

详细地说，来自市电交流电源3的市电交流电压由二极管桥构成的直流电源4整流和转换为直流电压，随后被输入到一转换装置5。转换装置5根据来自直流电源4的直流电压执行转换操作。为此，转换装置5包括响应于来自直流电源4的直流电压而接通/断开的多个开关，以产生大功率交流电压。来自转换装置5的交流电压被提供给磁控管驱动器6，磁控管驱动器6将来自转换装置5的交流电压转换为适于驱动磁控管M的大功率直流电压并且将转换后的直流电压输出给该磁控管M。

还提供了一变频器控制单元7，用于对转换装置5的转换操作提供控制。该变频器控制单元7包括一用于在输出控制器(未示出)的控制下产生随着磁控管M的输出而变化的一参考频率的频率发生器8，和一用于根据由频率发生器8所产生的频率向转换装置5提供一转换控制信号以控制该转换装置5的转换频率的变频器驱动器9。

但是，具有上述构成的传统变频器微波炉的缺点是在该微波炉初始工作期间磁控管上还没有负载的情况下，如果由频率发生器产生的频率加到该变频器驱动器，则过电压将加到该磁控管上，其结果使得该变频器电路的寿命降低。

为了解决上述问题，可以在该微波炉初始工作期间提高该变频器的转换频率。但是，在这种情况下，加到该磁控管的驱动电压的电平可能变得太低，从而导致磁控管的错误操作。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种变频器微波炉和控制该微波炉的方法，其中，在微波炉初始工作期间提高变频器的转换频率，并且随后经过一预定的时间在微波炉正常工作期间降低该转换频率，从而防止了在初始工作期间将一过电压提供给产生电磁波的磁控管，因此提高了该变频器的耐用性和工作可靠性。

根据本发明的一个方面，上述和其他目的可以通过提供的一种微波炉来实现，该微波炉包括：一磁控管，用于产生电磁波；一变频器，用于基于将市电交流电压整流和平滑滤波而形成的直流电压执行转换操作，以产生一磁控管驱动交流电压，并将所产生的交流电压提供给所述磁控管；和变频器控制装置，用于改变所述变频器的转换频率，以防止将过电压提供给所述磁控管。

最好是，该变频器控制器包括一软驱动电路，用于在初始工作期间软驱动所述频率IC，以提高由所述频率IC所产生的频率，并且在经过一预定的时间之后降低所产生的频率。

所述的变频器控制器还包括一响应于由所述外部电流检测器所检测的市电交流电压的电流量的反馈电路，用于如果所检测的电流量大于一预定值，则提高由所述频率IC产生的频率，和如果所检测的电流量小于该预定值，则降低所产生的频率。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制变频器微波炉的方法，包括有步骤：a)改变具有一市电交流电压电平的一变频器的转换频率；b)在该微波炉初始工作期间，根据流经集成电路一电容的电流量降低所述转换频率；和

c)以所述转换频率操作所述变频器，以产生用于驱动一磁控管的大功率交流电压。

最好是，所述步骤b)包括步骤：b-1)检测流经所述电容的电流的电压；和b-2)将在步骤b-1)检测的电压和一参考电压进行比较，如果该检测的电压值高于该参考电压则降低所述转换频率，和如果该检测的电压值低于该参考电压则提高所述转换频率。

根据本发明的特性，在微波炉的初始工作期间提高变频器的转换频率并且随后在经过一预定的时间之后在该微波炉的正常工作期间降低该转换频率。因此，可以提高该变换电路的耐用性和可靠性。

根据本发明的一个方面，提供一种变频器微波炉，包括：磁控管，用于产生电磁波；变频器，用于基于对市电交流电压整流和平滑滤波而形成的直流电压执行转换操作，以产生磁控管驱动交流电压，并将所产生的交流电压提供给所述磁控管；和变频器控制装置，用于在微波炉初始工作期间提高所述变频器的转换频率并且随后经过一预定的时间在微波炉正常工作期间降低该转换频率，以避免一过电压被施加到所述磁控管上。

根据本发明的另一方面，提供一种控制变频器微波炉的方法，包括有步骤：输入被整流和平滑成直流电压的市电交流电压；根据所述市电交流电压的幅度值改变转换频率；在该变频器微波炉初始工作时，根据流经集成电路一电容器的电流量改变所述转换频率；和根据所述转换频率产生交流电压。

附图说明

本发明的上述和其他目的、特性和其他优点将通过下面结合附图的详细说明而变得更加易于理解。其中：

图1的框图示出了传统的变频器微波炉的构成；

图2是传统的变频器微波炉的详细框图；

图3是根据本发明的变频器微波炉的详细示意图；

图4是根据本发明的频率改变装置的第一实施例的电路图；

图5是图4的频率改变装置的信号的波形图；

图6是根据本发明的频率改变装置的第二实施例的电路图；

图7是图6的频率改变装置的信号的波形图；

图8A和8B示出了在传统和本发明变频器微波炉的输出电压之间的比较的波形图；和

图9示出了根据本发明用于控制变频器微波炉的方法的流程图。

具体实施方式

图3详细示出了根据本发明的变频器微波炉。

如图3所示，根据本发明的变频器微波炉包括有一用于提供市电交流电压的市电交流电源AC；一整流器10，用于整流和平滑滤波来自该交流电源AC的交流电压以产生120HZ的脉动直流电压；一变频器20，用于根据来自整流器10的直流电压执行转换操作以产生磁控管驱动交流电压；和一磁控管驱动器30，用于将来自变频器20的交流电压转换为大功率直流电压并将该转换后的直流电压提供给磁控管M。

该变频器微波炉还包括一变频器控制单元40，用于改变变频器20的转换频率以防止过电压被加到该磁控管M上。

交流电源AC的作用是提供一般的市电交流电压(虽然在韩国其是220V-60HZ的值，但是根据不同国家可以有不同值)。整流器10的作用是将来自交流电源AC的交流电压转换为一直流电压。为此目的，该整流器10包括一二极管桥和一平滑滤波电路。

变频器控制单元40包括一频率发生器41，用于产生一参考频率，还包括一频率控制器50，用于改变由频率发生器41产生的参考频率，以将大功率电压加到磁控管M，并在微波炉的初始工作期间提高变频器20的转换频率。

变频器控制单元40还包括一外部电流检测器42，用于检测来自交流电源AC的市电交流电压的电流量，还包括一磁控管电流检测器43，用于检测流经该磁控管M的电流量。利用这种构成，该变频器控制单元40能够将所述大功率电压提供给磁控管M。

频率控制器50包括一输出控制器51，用于如果由磁控管电流检测器43所检测的电流量大于一预定值则提高由频率发生器41所产生的参考频率，和如果检测的电流量小于该预定值则降低该参考频率，并且还包括一频率改变装置53，用于根据由外部电流检测器42所检测的电流量改变该变频器20的转换频率。

频率控制器50还包括一变频器驱动器52，用于响应于来自频率改变装置53的输出信号将一转换控制信号施加到变频器20上，以控制变频器20的转换频率从而驱动该变频器20。

频率改变装置53包括一频率集成电路(IC)(未示出)，用于根据提供给它的电压或电流产生一不同的频率；一软驱动电路55，用于软驱动该频率IC，以在初始工作期间提高由该频率IC所产生的频率，并且在经过预定的时间之后将所产生的频率降低至接近一谐振频率的值；和一反馈电路56，用于根据由外部电流检测器42所检测的电流量来提高或降低由该频率IC所产生的频率。

反馈电路56与外部电流检测器42连接并且响应于所检测的电流量而工作，从而如果所检测的电流量大于一预定值则提高由该频率IC所产生的频率，和如果所检测的电流量小于该预定值则降低所产生的频率。

下面将结合图4-7详细说明具有上述构成的频率改变装置53。

图4是根据本发明的频率改变装置53的第一实施例的电路图和图5是图4的频率改变装置53的信号波形图。

在该第一实施例中，该频率改变装置53包括反馈电路56、软驱动电路55和频率IC。反馈电路56包括一第一放大器OP1，该放大器的正相端连接到频率发生器41而其反相端用于接收流经连接到该频率IC的一电容器的电流，该反馈电路56包括还包括一晶体管Q1，该晶体管Q1的基极连接到第一放大器OP1的输出端和其发射极连接到该频率IC。

软驱动电路55包括一第二放大器OP2，该放大器OP2的正相端用于接收流经连接到该频率IC的一电容CT的电流，和该放大器OP2的反相端用于接收一参考电压，该软驱动电路55还包括一二极管D1，其阴极连接到第二放大器OP2的输出端。

在该频率改变装置53中，在该变频器微波炉的初始工作期间，提供给第二放大器OP2的正相端的电容器电流B的量小于提供给第二放大器OP2的反相端的参考电压的电流A的量。

其结果，第二放大器OP2在它的输出端输出一低电平电压C，从而使得二极管D1导通。当该二极管D1导通时，电流电经电阻R1和R2，从而使该频率IC的电容器CT快速充电和放电。因而，频率IC输出一高频信号S。

同时，当上述电路工作时，流经该频率IC电容器CT的电流B的量增加。其结果是，提供给第二放大器OP2的正相端的电容器电流B的量从其彼此相等的时间t1开始变得大于提供给第二放大器OP2的反相端的参考电压的电流A的量。

因此，第二放大器OP2在它的输出端输出一高电平电压C，从而使得该二极管D1截止。结果是，因为没有电流流经电阻R1和R2，从而该频率IC的电容器CT以低于初始工作期间的速度充电和放电。因此，该频率IC输出一接近谐振频率的低频信号S。

图6是根据本发明的频率改变装置53的第二实施例的电路图和图7是图6的频率改变装置53的信号波形图。

在该第二实施例中，频率改变装置53包括用于产生一频率信号以及执行与在第一实施例中的软驱动电路的功能相同功能的IC，和一反馈电路56′。

该反馈电路56′的结构和操作与第一实施例的反馈电路56基本相同，因此省略对其的描述。

该IC是第一实施例中的频率IC和软驱动电路的集成形式。该IC与该反馈电路56′连接，并且它被操作以使得在该变频器微波炉的初始工作期间产生一高频信号和经过一预定时间之后基于其电容器的电容量产生一低频信号。

在本实施例中，该IC可以是L6574IC，它通常被用于控制荧光灯的半桥金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)栅极。从该L6574IC的数据表可以得到下列等式1：

[等式1]

t_PRE＝K_PRE x C_PRE t_SH＝K_FS x C_PRE≈0.1 x t_PRE

K_PRE＝1.5s/μF K_FS＝0.15s/μF≈0.1 x K_PRE

F_min＝1.41/(R_ign x C_f)

F_max＝{1.41 x (R_pre+R_ign)}/(R_PRE x R_ign x C_f)

因此，基于上述等式1修改L6574IC的设计值，可以产生避免在变频器微波炉初始工作期间将一过电压施加到磁控管上的最佳频率。

根据本发明的具有上述构成的变频器微波炉的工作将在后面参考图8A-9描述。

首先，一市电交流电压被输入到该变频器微波炉，并被整流和平滑滤波为一直流电压，和施加到该变频器(S1)。

检测该交流电压的电流量，随后与一预定值比较(S2)。如果所检测的电流量被确定为大于该预定值，则提高由该频率IC产生的频率(S3)。反之，如果所检测的电流量被确定为小于该预定值，则降低由该频率IC产生的频率(S4)。

之后，在流经连接到该频率IC的电容器的电流和参考电压的电流之间进行比较(S5)。如果电容器的电流量被确定为大于该参考电压的电流量，则产生一低频信号(S6)。反之，如果电容器的电流量被确定为小于该参考电压的电流量，则产生一高频信号(S7)。

此时，当电容器电流量大于该参考电压的电流量时所产生的低频信号具有一类似于连接到该频率IC的电阻和电容的谐振频率的频率，因此可以改善该变频器微波炉的功率效率。

另外，检测流经磁控管的电流量并且随后与一预定值进行比较。如果所检测的电流量被确定大于该预定值，则提高由频率发生器产生的频率。反之，如果所检测的电流量被确定小于该预定值，则降低由该频率发生器产生的频率。

因此，该变频器的转换是基于以上述方式所产生的频率并响应于一转换控制信号而进行，以产生一磁控管驱动大功率交流电压(S8)。该磁控管驱动器将所产生的大功率交流电压转换为直流电压并将转换后的直流电压提供给该磁控管。

图8A和8B的波形图示出了在传统的和本发明的变频器微波炉的输出电压之间的比较。

传统的变频器微波炉在初始工作期间产生大约11KV的高输出电压，这个电压超出了连接到磁控管驱动器副边绕组上的二极管的安全系数，从而导致该变频器电路的耐久性和可靠性下降。但是，本发明的变频器微波炉在初始工作期间产生大约8KV的低输出电压，从而与传统的微波炉比较极大地改善了该变频器电路的耐久性和可靠性。

从上述说明显而易见，本发明提供了一种变频器微波炉和用于控制该变频器微波炉的方法，其中，在微波炉的初始工作期间变频器的转换频率被提高，然后在经过一预定时间之后在该微波炉的正常工作期间该转换频率被降低，从而提高了该变频器电路的耐久性和可靠性。

另外，在根据本发明的根据一频率改变装置的一实施例提供一软驱动电路的情况下，连接到磁控管驱动器副边绕组上的二极管不需要耐高压特性，其结果降低了生产成本。

另外，在根据本发明的根据一频率改变装置的另一实施例提供一软驱动IC的情况下，仅仅使用一特定的IC装置而不使用放大器和构成软驱动电路的多个装置执行相同的功能，借此，便于产品的小型化并显著提高了其价格竞争能力。

虽然为了说明的目的描述了本发明的优选实施例，但是，对于本领域技术人员很明显，在不脱离本发明的权利要求所述的范围和精神的前提下，可以对本发明作各种修改、添加和替换。

Claims

1.一种变频器微波炉，包括：

磁控管，用于产生电磁波；

变频器，用于基于对市电交流电压整流和平滑滤波而形成的直流电压执行转换操作，以产生磁控管驱动交流电压，并将所产生的交流电压提供给所述磁控管；和

变频器控制装置，用于在微波炉初始工作期间提高所述变频器的转换频率并且随后经过预定的时间在微波炉正常工作期间降低该转换频率，以避免过电压被施加到所述磁控管上。

2.如权利要求1所述的变频器微波炉，其中，所述的变频器控制装置包括：

频率发生器，用于产生参考频率；和

频率控制装置，用于改变由所述频率发生器产生的所述参考频率以向所述磁控管提供大功率电压，并且在该微波炉的初始工作期间提高所述变频器的转换频率。

3.如权利要求2所述的变频器微波炉，其中，所述的变频器控制装置还包括：

外部电流检测器，用于检测所述市电交流电压的电流量；和

磁控管电流检测器，用于检测流经所述磁控管的电流量。

4.如权利要求3所述的变频器微波炉，其中，所述的频率控制装置包括频率改变装置，用于根据由所述外部电流检测器所检测的电流量改变所述变频器的转换频率。

5.如权利要求4所述的变频器微波炉，其中，所述的频率控制装置还包括：

变频器驱动器，用于响应于来自所述频率改变装置的输出信号向所述变频器提供转换控制信号，以控制所述变频器的转换频率，从而驱动所述变频器；和

输出控制器，用于如果由所述磁控管电流检测器检测的电流量大于预定值，则提高由所述频率发生器产生的所述参考频率，如果所检测的电流量小于该预定值，则降低所述的参考频率。

6.如权利要求5所述的变频器微波炉，其中，所述的频率改变装置包括：

频率集成电路，用于根据施加给它的电压或电流产生不同的频率；和

软驱动电路，用于在初始工作期间软驱动所述频率集成电路，以提高由所述频率集成电路产生的所述频率，并且在经过预定时间之后降低所产生的频率。

7.如权利要求6所述的变频器微波炉，其中，所述的频率改变装置还包括响应由所述外部电路检测器所检测的电流量的一反馈电路，用于如果所检测的电流量大于预定值，则提高由所述频率集成电路所产生的频率，和如果所检测的电流量小于该预定值，则降低所产生的频率。

8.如权利要求7所述的变频器微波炉，其中，所述的反馈电路包括放大器，该放大器的正相端被连接到所述频率发生器，其反相端用于接收流经连接到所述频率集成电路的一电容器的电流。

9.如权利要求7所述的变频器微波炉，其中，所述的软驱动电路包括：

放大器，该放大器具有用于接收流经连接到所述频率集成电路的电容的电流的正相端，和用于接收参考电压的反相端；和

二极管，它的阴极连接到所述放大器的输出端。

10.如权利要求5所述的变频器微波炉，其中，所述的频率改变装置包括软驱动集成电路，用于在初始工作期间产生高频信号，并且在经过预定的时间之后产生低频信号。

11.如权利要求10所述的变频器微波炉，其中，所述的频率改变装置还包括响应于由所述外部电路检测器所检测的电流量的反馈电路，用于如果所检测的电流量大于预定值，则提高由所述软驱动集成电路产生的频率，和如果所检测的电流量小于该预定值，则降低所产生的频率。

12.如权利要求10所述的变频器微波炉，其中，所述的软驱动集成电路是L6574IC。

13.一种控制变频器微波炉的方法，包括有步骤：

a)输入被整流和平滑成直流电压的市电交流电压；

b)根据所述市电交流电压的幅度值改变转换频率；

c)在该变频器微波炉初始工作时，根据流经集成电路电容器的电流量改变所述转换频率；和

d)根据所述转换频率产生交流电压。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述步骤b)包括步骤：

b-1)检测所述市电交流电压的电流量，并确定所检测的电流量是否大于预定值；和

b-2)如果在步骤b-1)确定所检测的电流量大于该预定值，则提高所述转换频率，和如果在步骤b-1)确定所检测的电流值小于该预定值，则降低所述转换频率。

15.如权利要求13所述的方法，其中，所述步骤c)包括步骤：

c-1)检测流经所述电容器的电流的电压；和

c-2)将在步骤c-1)所检测的电压与参考电压相比较，如果所检测的电压电平高于该参考电压电平，则降低所述转换频率，和如果所检测的电压电平低于该参考电压电平，则提高所述转换频率。