專利名稱：微波加熱裝置以及微波加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有用半導(dǎo)體元件構(gòu)成的微波產(chǎn)生部的微波加熱裝置以及微波加熱方法。
背景技術(shù)：
近年來，替代以往一般用作微波產(chǎn)生部的磁控管，而提出了使用半導(dǎo)體元件的微波產(chǎn)生部。這種使用了半導(dǎo)體元件的微波產(chǎn)生部具有如下優(yōu)點(diǎn)小型且能夠低成本地構(gòu)成， 并且能夠容易地調(diào)整所產(chǎn)生的微波的頻率。當(dāng)提供到加熱室內(nèi)的微波功率由被加熱物100%吸收時(shí)，從加熱室側(cè)經(jīng)由天線返回到微波產(chǎn)生部側(cè)的反射功率為零。從加熱室側(cè)傳送到微波產(chǎn)生部側(cè)的反射功率是基于微波產(chǎn)生部的輸出阻抗和加熱室的阻抗而產(chǎn)生的。包含被加熱物的加熱室的電氣特性根據(jù)被加熱物的種類、形狀、量額和加熱室內(nèi)的被加熱物的位置等多個(gè)條件而變化，從而加熱室的電氣特性時(shí)常變化。因此，加熱室內(nèi)的被加熱物不會(huì)始終吸收掉全部微波功率，從而會(huì)產(chǎn)生反射功率。在微波加熱裝置中，為了排除反射功率的影響，一般使用隔離器。例如，參照日本特開2006-U8075號(hào)公報(bào)。這樣使用了隔離器的微波加熱裝置能夠可靠地排除反射功率的影響，成為不會(huì)因反射功率而損壞微波產(chǎn)生部的半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)。在日本特開昭56-96486號(hào)公報(bào)中，公開了如下結(jié)構(gòu)的微波加熱裝置在進(jìn)行實(shí)際的加熱動(dòng)作前，在預(yù)定的頻帶之間掃描微波的頻率，存儲(chǔ)該頻帶之間使得反射功率最小的振蕩頻率。該微波加熱裝置在實(shí)際的加熱動(dòng)作中，從加熱室內(nèi)的天線放射出預(yù)先存儲(chǔ)的振蕩頻率的微波，對(duì)作為加熱室內(nèi)的加熱對(duì)象的被加熱物進(jìn)行加熱。通過這樣的結(jié)構(gòu)，在該以往的高頻加熱裝置中實(shí)現(xiàn)了功率轉(zhuǎn)換效率的提高。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1日本特開2006-U8075號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開昭56-96486號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1鈐木清著「“^4 ” 口波回路O基礎(chǔ)」啓學(xué)出版、1971年6月25日、 P. 163
發(fā)明概要發(fā)明要解決的課題在使用半導(dǎo)體元件作為微波產(chǎn)生部的微波加熱裝置中，在使用隔離器來防止反射功率對(duì)半導(dǎo)體元件的破壞的情況下，隔離器是非常昂貴且體積大的部件，因此從裝置的大型化和經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)看，并不理想。因此，使用磁控管作為微波產(chǎn)生部的以往的微波加熱裝置針對(duì)反射功率的能力強(qiáng)而且便宜，所以使用者容易購買且便利性高。
此外，在使用半導(dǎo)體元件作為微波產(chǎn)生部的微波加熱裝置中，在進(jìn)行實(shí)際的加熱動(dòng)作的前階段中，搜索并存儲(chǔ)預(yù)定的頻帶之間使反射功率最小的頻率，通過所存儲(chǔ)的頻率進(jìn)行加熱動(dòng)作。但是，這種微波加熱裝置為如下結(jié)構(gòu)在加熱中負(fù)載的狀態(tài)發(fā)生變化、從而反射功率的動(dòng)作發(fā)生了變化的狀況下，仍利用預(yù)先存儲(chǔ)的頻率進(jìn)行加熱動(dòng)作，因此反射功率成為可能損壞半導(dǎo)體元件的值，并且無法應(yīng)對(duì)加熱動(dòng)作中的反射功率變化。本發(fā)明的目的在于提供如下的微波加熱裝置以及微波加熱方法能夠可靠地防止反射功率對(duì)微波產(chǎn)生部的破壞，且高效地對(duì)加熱室內(nèi)的被加熱物進(jìn)行加熱。用于解決課題的手段本發(fā)明的第1方面的微波加熱裝置具有加熱室，其收納被加熱物；振蕩部，其輸出預(yù)定頻帶內(nèi)的振蕩頻率的信號(hào)；功率放大部，其對(duì)所述振蕩部的輸出進(jìn)行功率放大；供電部，其將所述功率放大部的輸出提供到所述加熱室；功率檢測(cè)部，其檢測(cè)從所述加熱室經(jīng)由所述供電部反射到所述功率放大部的反射功率和從所述功率放大部提供到所述供電部的供給功率；以及控制部，其輸入來自所述功率檢測(cè)部的反射功率信號(hào)和供給功率信號(hào)，控制所述振蕩部的振蕩頻率和所述功率放大部的輸出，所述控制部構(gòu)成為在開始對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前，以比加熱動(dòng)作時(shí)提供給所述供電部的額定供給功率低的頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作來搜索最小反射功率，根據(jù)所述最小反射功率調(diào)整加熱時(shí)提供給所述供電部的供電功率，以所述頻率掃描動(dòng)作中表現(xiàn)出最小反射功率的振蕩頻率進(jìn)行加熱動(dòng)作。這樣構(gòu)成的第1方面的微波加熱裝置能夠可靠地防止反射功率的反射能量對(duì)微波產(chǎn)生部的破壞，能夠以較高的加熱效率對(duì)被加熱物進(jìn)行加熱。在本發(fā)明的第2方面的微波加熱裝置中，所述第1方面的所述控制部構(gòu)成為在開始對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前，以頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作，決定使得反射功率相對(duì)于供給功率的反射比率成為最小值的振蕩頻率，根據(jù)所決定的振蕩頻率處的最小反射功率調(diào)整提供給所述供電部的供電功率。這樣構(gòu)成的第2方面的微波加熱裝置能夠在反射功率較大時(shí)降低加熱輸出，反之在反射功率較小時(shí)提高加熱輸出， 以額定輸出進(jìn)行加熱。因此，本發(fā)明的微波加熱裝置即使不使用隔離器，也能夠防止作為功率單元的功率放大部中使用的半導(dǎo)體元件在加熱動(dòng)作中因反射功率的反射能量而損壞。在本發(fā)明的第3方面的微波加熱裝置中，所述第2方面的所述控制部構(gòu)成為在對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作開始后，中斷加熱動(dòng)作預(yù)定時(shí)間，以頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作，再次決定使得反射功率相對(duì)于供給功率的反射比率成為最小值的振蕩頻率，并且根據(jù)再次決定的振蕩頻率處的最小反射功率調(diào)整提供給所述供電部的供電功率。這樣構(gòu)成的第3方面的微波加熱裝置在反射比率較小時(shí)增大加熱輸出而以額定功率進(jìn)行加熱，反之在反射比率較大時(shí)減小加熱輸出，由此，即使不使用隔離器，也能夠可靠地防止作為功率單元的功率放大部的半導(dǎo)體元件在加熱動(dòng)作中因反射能量而損壞。在本發(fā)明的第4方面的微波加熱裝置中，所述第1方面的所述控制部也可以構(gòu)成為當(dāng)以開始對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作所決定的振蕩頻率開始加熱動(dòng)作之后，中斷加熱動(dòng)作而再次執(zhí)行所述頻率掃描動(dòng)作，再次決定獲得所述功率檢測(cè)部檢測(cè)到的最小反射功率的振蕩頻率，以再次決定的振蕩頻率轉(zhuǎn)移到加熱動(dòng)作。這樣構(gòu)成的第4方面的微波加熱裝置在加熱動(dòng)作前通過頻率掃描動(dòng)作，搜索使得反射功率最小的動(dòng)作條件，根據(jù)其搜索結(jié)果進(jìn)行加熱動(dòng)作，因此能夠?qū)⑾蚬β史糯笃鬏斎脒^大的反射功率的反射能量這一狀況防患于未然，防止功率放大器因反射功率的發(fā)熱而損壞，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的加熱動(dòng)作。此外，例如，在像被加熱物為冷凍食品那樣、加熱室的阻抗因被加熱物的解凍而有較大差異的情況下，由于在加熱動(dòng)作停止中再次進(jìn)行最恰當(dāng)?shù)恼袷庮l率的設(shè)定，因此也能夠根據(jù)被加熱物的狀態(tài)，始終實(shí)現(xiàn)高效的加熱動(dòng)作。在本發(fā)明的第5方面的微波加熱裝置中，所述第4方面的所述控制部也可以構(gòu)成為以預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔反復(fù)進(jìn)行加熱動(dòng)作與加熱動(dòng)作停止，所述加熱動(dòng)作停止是指中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作。在這樣構(gòu)成的第5方面的微波加熱裝置中，在加熱室的阻抗因被加熱物的狀態(tài)、例如被加熱物的解凍而有較大差異的情況下，由于每經(jīng)過預(yù)定時(shí)間進(jìn)行最恰當(dāng)振蕩頻率的設(shè)定，因此也能夠根據(jù)被加熱物的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)高效的加熱動(dòng)作。在本發(fā)明的第6方面的微波加熱裝置中，所述第4方面的所述控制部也可以構(gòu)成為在加熱動(dòng)作開始后，當(dāng)所述功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率達(dá)到預(yù)定的閾值以上時(shí)，進(jìn)行中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作的加熱動(dòng)作停止。這樣構(gòu)成的第6方面的微波加熱裝置在加熱室的阻抗因被加熱物的狀態(tài)而有較大差異從而反射功率變大的情況下，由于在加熱動(dòng)作停止中再次進(jìn)行最恰當(dāng)振蕩頻率的設(shè)定，因此也能夠根據(jù)被加熱物的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)高效的加熱動(dòng)作。在本發(fā)明的第7方面的微波加熱裝置中，所述第6方面的所述控制部也可以構(gòu)成為在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)由功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率未達(dá)到閾值以上時(shí)，中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作。這樣構(gòu)成的第7方面的微波加熱裝置在加熱動(dòng)作中反射功率未達(dá)到閾值以上的情況下，也考慮加熱室的阻抗變化，停止加熱動(dòng)作而再次進(jìn)行最恰當(dāng)振蕩頻率的設(shè)定，因此也能夠?qū)崿F(xiàn)高效的加熱動(dòng)作。本發(fā)明的第8方面的微波加熱裝置是在所述第1方面至第7方面中，該微波加熱裝置還具有對(duì)所述振蕩部的輸出進(jìn)行分配而提供給多個(gè)功率放大部的功率分配部，該微波加熱裝置構(gòu)成為將來自所述多個(gè)功率放大部的輸出分別提供給多個(gè)供電部而向所述加熱室放射微波。這樣構(gòu)成的第8方面的微波加熱裝置是從多個(gè)供電部向加熱室內(nèi)放射微波的結(jié)構(gòu)，因此在加熱室的內(nèi)部空間對(duì)微波進(jìn)行合成。其結(jié)果，第8方面的微波加熱裝置可通過多個(gè)供電部對(duì)加熱室集中供電而得到高輸出，并且能夠?qū)⒍鄠€(gè)供電部分散配置于加熱室中，因此能夠有效靈活地利用構(gòu)成外觀的殼體與加熱室之間的空間，能夠高效地配置結(jié)構(gòu)部件而實(shí)現(xiàn)小型化。本發(fā)明的第9方面的微波加熱裝置是在所述第1方面至第7方面中，該微波加熱裝置還可以具有功率分配部，其對(duì)所述振蕩部的輸出進(jìn)行分配而提供給多個(gè)功率放大部； 以及相位控制部，其能夠改變提供給所述多個(gè)功率放大部的微波功率的相位，該微波加熱裝置可以構(gòu)成為將來自所述多個(gè)功率放大部的輸出分別提供給多個(gè)供電部而向所述加熱室放射微波。這樣構(gòu)成的第9方面的微波加熱裝置是如下結(jié)構(gòu)從多個(gè)供電部向加熱室內(nèi)放射微波，并且能夠改變供電部之間的相位差。這樣，由于能夠改變相位差，因此能夠自由形成電磁場(chǎng)分布，從而能夠選擇性地對(duì)被加熱物中的特定部位進(jìn)行加熱。本發(fā)明的第10方面的微波加熱方法包含以下步驟由振蕩部輸出預(yù)定頻帶內(nèi)的振蕩頻率的信號(hào)；由所述功率放大部對(duì)所述振蕩部的輸出進(jìn)行功率放大；由供電部將所述功率放大部的輸出提供到所述加熱室；由功率檢測(cè)部檢測(cè)從所述加熱室側(cè)經(jīng)由所述供電部反射到所述功率放大部的反射功率和從所述功率放大部提供到所述供電部的供給功率；以及控制部被輸入來自所述功率檢測(cè)部的反射功率信號(hào)和供給功率信號(hào)，控制所述振蕩部的振蕩頻率和所述功率放大部的輸出，該微波加熱方法還包含以下步驟在開始對(duì)加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前，以比加熱動(dòng)作時(shí)對(duì)加熱室內(nèi)的被加熱物輸出微波的額定供給功率低的頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作來搜索最小反射功率；根據(jù)所述最小反射功率調(diào)整加熱時(shí)提供給所述供電部的供電功率；以及以所述頻率掃描動(dòng)作中表現(xiàn)出最小反射功率的振蕩頻率進(jìn)行加熱動(dòng)作。這樣構(gòu)成的第10方面的微波加熱方法能夠可靠地防止反射功率對(duì)微波產(chǎn)生部的破壞，能夠以較高的加熱效率對(duì)加熱室內(nèi)的被加熱物進(jìn)行加熱。本發(fā)明的第11方面的微波加熱方法是在所述第10方面中，該微波加熱方法包含以下步驟在開始對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前，以頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作，決定使得反射功率相對(duì)于供給功率的反射比率成為最小值的振蕩頻率；以及根據(jù)所決定的振蕩頻率處的最小反射功率調(diào)整提供給所述供電部的供電功率。這樣構(gòu)成的第11方面的微波加熱方法能夠在反射功率較大時(shí)降低加熱輸出，反之在反射功率較小時(shí)提高加熱輸出，以額定輸出進(jìn)行加熱。因此，第11方面的微波加熱方法即使不使用隔離器，也能夠防止作為功率單元的功率放大部中使用的半導(dǎo)體元件在加熱動(dòng)作中因反射功率的反射能量而損壞。本發(fā)明的第12方面的微波加熱方法是在所述第10方面中，該微波加熱方法包含以下步驟在開始對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前，以頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作，決定所述功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率成為最小的振蕩頻率；在以所決定的振蕩頻率開始加熱動(dòng)作之后，中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行所述頻率掃描動(dòng)作，再次決定獲得所述功率檢測(cè)部檢測(cè)到的最小反射功率的振蕩頻率；以及以再次決定的振蕩頻率轉(zhuǎn)移到加熱動(dòng)作。這樣構(gòu)成的第12方面的微波加熱方法在反射比率較小時(shí)增大加熱輸出而以額定功率進(jìn)行加熱，反之在反射比率較大時(shí)減小加熱輸出，由此，即使不使用隔離器，也能夠防止作為功率單元的功率放大部的半導(dǎo)體元件在加熱動(dòng)作中因反射能量而損壞。本發(fā)明的第13方面的微波加熱方法是在所述第12方面中，也可以以預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔反復(fù)進(jìn)行加熱動(dòng)作與加熱動(dòng)作停止，所述加熱動(dòng)作停止是指中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作。關(guān)于這樣構(gòu)成的第13方面的微波加熱方法，在加熱室的阻抗因被加熱物的狀態(tài)、例如被加熱物的解凍而有較大差異的情況下，由于每經(jīng)過預(yù)定時(shí)間進(jìn)行最恰當(dāng)振蕩頻率的設(shè)定，因此也能夠根據(jù)被加熱物的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)高效的加熱動(dòng)作。本發(fā)明的第14方面的微波加熱方法是在所述第12方面中，也可以在加熱動(dòng)作開始后，當(dāng)所述功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率達(dá)到預(yù)定的閾值以上時(shí)，進(jìn)行中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作的加熱動(dòng)作停止。這樣構(gòu)成的第14方面的微波加熱方法在加熱室的阻抗因被加熱物的狀態(tài)而有較大差異從而反射功率變大的情況下，在加熱動(dòng)作停止中再次進(jìn)行最恰當(dāng)振蕩頻率的設(shè)定，因此也能夠根據(jù)被加熱物的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)高效的加熱動(dòng)作。本發(fā)明的第15方面的微波加熱方法是在所述第12方面中，也可以在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)由功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率未達(dá)到閾值以上時(shí)，中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作。這樣構(gòu)成的第15方面的微波加熱方法在加熱動(dòng)作中反射功率未達(dá)到閾值以上的情況下，也停止加熱動(dòng)作而再次進(jìn)行最恰當(dāng)振蕩頻率的設(shè)定，因此也能夠根據(jù)被加熱物的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)高效的加熱動(dòng)作。5/16 頁發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下的微波加熱裝置以及微波加熱方法通過頻率掃描動(dòng)作來搜索使得反射功率最小的動(dòng)作條件，從而能夠可靠地防止加熱動(dòng)作中過大的反射功率的反射能量對(duì)微波產(chǎn)生部的破壞，并且實(shí)現(xiàn)較高的加熱效率。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的供電路徑的主要結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的功率放大部的結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的微波加熱裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖4是示出微波加熱裝置的容許頻帶中、反射電壓(反射波)相對(duì)于供給電壓(透射波)的反射比率的變化的曲線圖。圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的加熱動(dòng)作的過程的說明圖。圖6是示出與在本發(fā)明的實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的最小比率搜索動(dòng)作中檢測(cè)到的反射比率相關(guān)的頻率特性曲線的曲線圖。圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的微波加熱裝置中的供電路徑的主要結(jié)構(gòu)的框圖。圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的微波加熱裝置中的供電路徑的主要結(jié)構(gòu)的框圖。圖9是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的微波加熱裝置中的供電路徑的主要結(jié)構(gòu)的框圖。圖10是示出了本發(fā)明的實(shí)施方式4的微波加熱裝置中由功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率的頻率特性曲線的一例的曲線圖。圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5的微波加熱裝置中的供電路徑的主要結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式下面，作為本發(fā)明的微波加熱裝置的實(shí)施方式，參照附圖對(duì)微波爐進(jìn)行說明。另外，本發(fā)明的微波加熱裝置不限于以下實(shí)施方式所記載的微波爐的結(jié)構(gòu)，還包含基于與以下實(shí)施方式中說明的技術(shù)思想同等的技術(shù)思想和該技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)常識(shí)而構(gòu)成的微波加熱裝置。(實(shí)施方式1)圖1是示出作為本發(fā)明的實(shí)施方式1的微波加熱裝置的微波爐中的供電路徑的主要結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中，用半導(dǎo)體元件構(gòu)成的振蕩部2輸出預(yù)定頻帶(例如MOOMHz 2500MHz)內(nèi)的振蕩頻率的信號(hào)。作為功率單元的功率放大部3用具有對(duì)來自振蕩部2的微波功率進(jìn)行放大的功能的多個(gè)半導(dǎo)體元件構(gòu)成。振蕩部2和功率放大部3是微波的頻帶的功率流，而從振蕩部2輸出的功率是比較小的功率。從振蕩部2輸入到功率放大部3的功率是幾mW以下的微小功率，在功率放大部3中進(jìn)行功率放大，從而能夠經(jīng)由功率檢測(cè)部4向作為天線的供電部5提供大約1000W
9的功率。功率檢測(cè)部4使來自功率放大部3的微波輸出透過而提供給供電部5，檢測(cè)透射過功率檢測(cè)部4的透射功率。該透射功率是從供電部5放射到加熱室7內(nèi)的入射波的供給功率。此外，功率檢測(cè)部4檢測(cè)從加熱室側(cè)經(jīng)由供電部5返回到功率放大部3的反射波的反射功率。這樣在功率檢測(cè)部4中，檢測(cè)出提供給供電部5的供給功率信號(hào)Pf、和供電部5 從加熱室側(cè)接收到的反射功率信號(hào)ft·。電源部6由所謂的絕緣型AC-DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，形成了提供給功率放大部3的電源電壓Vdd和接地線GND?？刂撇?輸入來自功率檢測(cè)部4的供給功率信號(hào)Pf和反射功率信號(hào)Pr，計(jì)算反射功率信號(hào)ft·相對(duì)于供給功率信號(hào)Pf的反射比率(ftVPf)。此外，控制部1根據(jù)反射比率(Pr/Pf)的計(jì)算結(jié)果，將改變振蕩部2的頻率的頻率控制信號(hào)Cf輸出到振蕩部2，并將改變輸出功率的功率控制信號(hào)Cp輸出到功率放大部3。另外，對(duì)于實(shí)施方式1的微波加熱裝置，用以下例子來進(jìn)行說明作為供給功率信號(hào)Pf與反射功率信號(hào)ft"的反射比率(Pr/ Pf)，檢測(cè)供給功率信號(hào)Pf中的供給電壓Vf和反射功率信號(hào)ft·中的反射電壓Nr，計(jì)算其比率(Vr/Vf)作為反射比率，從而形成針對(duì)振蕩部2的頻率控制信號(hào)Cf和針對(duì)功率放大部 3的功率控制信號(hào)Cp。功率放大部3的具體情況將在后面用另一附圖進(jìn)行描述。供電部5 是用于放射微波的天線，將在功率放大部3中放大后的微波功率提供到加熱室7內(nèi)。在實(shí)施方式1的微波加熱裝置中，如上所述，在功率放大部3中放大后的微波經(jīng)由功率檢測(cè)部4進(jìn)行傳播，從供電部5放射到加熱室7內(nèi)。在實(shí)施方式1的微波加熱裝置中， 作為天線的供電部5被配設(shè)于加熱室7的底面，功率檢測(cè)部4被配置于加熱室7的外側(cè)的底面?zhèn)?。功率檢測(cè)部4和供電部5經(jīng)由形成于加熱室7底面的小直徑開口而連接。作為實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的微波產(chǎn)生部20，包含控制部1、振蕩部2、功率放大部3、功率檢測(cè)部4和供電部5。在功率放大部3中進(jìn)行放大后的微波經(jīng)由功率檢測(cè)部4提供給作為天線的供電部 5，并從該供電部5放射到加熱室7。所放射的微波被載置在固定于加熱室7內(nèi)部的載置臺(tái) 6上的被加熱物15吸收，在使用者所設(shè)定的加熱條件下對(duì)被加熱物15進(jìn)行感應(yīng)加熱。接著，使用圖2對(duì)實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的作為功率單元的功率放大部3 進(jìn)行說明。圖2是示出實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的功率放大部3的結(jié)構(gòu)的框圖。功率放大部3是在使用了導(dǎo)電體圖案的電路中設(shè)置多個(gè)半導(dǎo)體元件而構(gòu)成的，所述導(dǎo)電體圖案形成在由低介電損耗材料構(gòu)成的電介質(zhì)基板的單面上。從振蕩部2輸出的微弱的微波在前級(jí)前置放大器8、中級(jí)前置放大器9和后級(jí)前置放大器10中分別被放大IOdB 左右，放大到大約IOW的較大功率。將由前級(jí)前置放大器8、中級(jí)前置放大器9和后級(jí)前置放大器10構(gòu)成的放大部分稱作驅(qū)動(dòng)部11。處于驅(qū)動(dòng)部11的后級(jí)的輸出部12被輸入較大的功率(大約10W)，且為了對(duì)該功率進(jìn)行放大而由第1末級(jí)放大器13和第2末級(jí)放大器14的并聯(lián)連接構(gòu)成。在該輸出部12 中，由于需要大約20dB的增益，因此通過第1末級(jí)放大器13和第2末級(jí)放大器14的并聯(lián)連接來實(shí)現(xiàn)該功能。在如上構(gòu)成的功率放大部3中，為了使對(duì)微波進(jìn)行放大的作為放大元件的半導(dǎo)體元件良好地工作，在各半導(dǎo)體元件的輸入側(cè)和輸出側(cè)分別設(shè)有匹配電路。接著，使用圖3對(duì)實(shí)施方式1的微波加熱裝置的概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖3是示出實(shí)施方式1的微波加熱裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。另外，在圖3中省略了圖1所示的電源部6。
如圖3所示，實(shí)施方式1的微波加熱裝置具有加熱室7，該加熱室7具有用于收納被加熱物15的大致長(zhǎng)方體的構(gòu)造。加熱室7由以下部分構(gòu)成壁板，其通過金屬材料構(gòu)成頂面、底面、左側(cè)面、右側(cè)面和背面；開閉門(未圖示)，其進(jìn)行開閉以便取出、放入被加熱物 15 ；以及用于載置被加熱物15的載置臺(tái)16。這樣構(gòu)成的加熱室7的結(jié)構(gòu)是通過關(guān)閉開閉門，將提供到加熱室內(nèi)的微波封閉在加熱室內(nèi)部。接著，對(duì)實(shí)施方式1的微波加熱裝置的加熱動(dòng)作進(jìn)行說明。在針對(duì)被加熱物15的一般的微波加熱中，額定高頻輸出處于700W 1000W左右的范圍。在實(shí)施方式1的微波加熱裝置中，構(gòu)成為能夠在700W 1000W的范圍內(nèi)改變高頻輸出來作為額定高頻輸出。作為在加熱室7內(nèi)被微波加熱的被加熱物15，從爆米花那樣的含水量極少的輕負(fù)載、到使用了砂鍋的燉菜那樣的中等負(fù)載、以至較大的火雞那樣的大負(fù)載，種類千差萬別。 并且，有時(shí)還會(huì)因使用者的誤操作而在加熱室7內(nèi)不存在被加熱物的無負(fù)載狀態(tài)下使用。 由此，從供電部5看的加熱室7內(nèi)的阻抗隨使用狀況而大幅變化。此外，對(duì)于解凍冷凍食品的情況等，由于冰的介電常數(shù)低，因此有時(shí)會(huì)成為接近空置狀態(tài)的阻抗。例如，在微波爐的容許頻帶(例如MOOMHz 2500MHz)中，反射電壓Vr相對(duì)于供給電壓Vf的反射比率(Vr/Vf)隨負(fù)載種類而大幅變化。使用作為微波加熱裝置的微波爐，改變負(fù)載的種類，進(jìn)行了與容許頻帶內(nèi) (2400MHz 2500MHz)的反射電壓Vr相對(duì)于供給電壓Vf的反射比率(Vr/Vf)的變化相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)。圖4示出了與各種負(fù)載對(duì)應(yīng)的、微波爐的容許頻帶內(nèi)(MOOMHz 2500MHz)的反射電壓Vr相對(duì)于供給電壓Vf的反射比率(Vr/Vf)的變化。在該仿真實(shí)驗(yàn)中，作為大負(fù)載， 用曲線A表示與500cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛锏那闆r，作為中等負(fù)載，用曲線B表示與 285cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛锏那闆r，并且作為小負(fù)載，用曲線C表示與90cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛锏那闆r。另外，在該仿真實(shí)驗(yàn)中，透射過功率檢測(cè)部4而提供給供電部5的微波的供給功率為IOW的小功率且大致固定，在容許頻帶內(nèi)進(jìn)行頻率掃描動(dòng)作，每隔預(yù)定時(shí)間計(jì)測(cè)了此時(shí)的頻率處的反射功率。如圖4的曲線圖所示，在容許頻帶內(nèi)的反射比率(Vr/Vf)中，曲線A表示對(duì)作為使用者一般使用的負(fù)載的較大負(fù)載即與500cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況。在該曲線A的情況下，點(diǎn)a是反射比率最小的點(diǎn)，該點(diǎn)a的微波頻率為“F1”。因此，示出了這樣的情況在對(duì)與500cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況下，如果將從振蕩部2輸出的頻率選定為“F1 ”，則微波能量由被加熱物高效吸收，此時(shí)作為被加熱物的食品中的微波能量的吸收為最大狀態(tài)。此外，反射比率(Vr/Vf)最小的情況被視為相對(duì)于此時(shí)的微波輸出的反射功率也最小，當(dāng)增加對(duì)供電部的供給功率(Pf)時(shí)，因該反射比率而產(chǎn)生反射功率(Pr)。因此，即使在頻率Fl處以額定輸出進(jìn)行加熱動(dòng)作，也不會(huì)因反射功率而向功率放大部3的半導(dǎo)體元件施加過大的熱壓，不會(huì)損壞半導(dǎo)體元件。接著說明圖4中用曲線B表示的、對(duì)中等負(fù)載的與水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況。在該曲線B的情況下，點(diǎn)b是反射比率(Vr/Vf)最小的點(diǎn)，該點(diǎn)b的微波頻率為“F2”。因此，在對(duì)與水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況下，如果將從振蕩部2輸出的頻率選定為“F2”，則微波能量由被加熱物高效吸收，作為被加熱物的食品中的微波能量的吸收為最大狀態(tài)。此外，反射比率(Vr/Vf)最小的情況被視為相對(duì)于此時(shí)的微波輸出的反射功率最小。但是，相比于對(duì)與500cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況，在對(duì)與285cc 水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況下，能量吸收量變少，反射功率變大。因此，在對(duì)與285cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況下，施加給功率放大部3的半導(dǎo)體元件的反射能量的影響比對(duì)與500cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況大。接著說明在圖4中用曲線C表示的、對(duì)小負(fù)載的與90cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況。在該曲線C的情況下，點(diǎn)c是反射比率(Vr/Vf)最小的點(diǎn)，該點(diǎn)c的微波頻率為“F3”。因此，在對(duì)與90cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況下，如果將從振蕩部2輸出的頻率選定為“F3”，則微波能量由被加熱物高效吸收，作為被加熱物的食品中的微波能量的吸收為最大狀態(tài)。此外，反射比率(Vr/Vf)最小的情況被視為相對(duì)于此時(shí)的微波輸出的反射功率最小。但是，相比于對(duì)與500cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況、以及對(duì)與 285cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況，在對(duì)與90cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況下，能量吸收量進(jìn)一步變少，反射功率變得很大。因此，在對(duì)與90cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況下，施加給功率放大部3的半導(dǎo)體元件的反射能量的影響明顯大于對(duì)與500cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況。如上所述，在對(duì)與285cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱、以及對(duì)與90cc水的負(fù)載相當(dāng)?shù)谋患訜嵛镞M(jìn)行加熱的情況下，即使選定了使得反射比率(Vr/Vf)最小的頻率， 曲線B的點(diǎn)b和曲線C的點(diǎn)c處的反射能量也比曲線A的點(diǎn)a處的反射能量大。因此，在以所選定的頻率(F2或?qū)㈩~定高頻輸出(例如700W 1000W)施加給被加熱物的情況下，功率放大部3的半導(dǎo)體元件有可能因反射功率的反射能量受到損傷，進(jìn)而被損壞。因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式1的微波加熱裝置中，構(gòu)成為根據(jù)所選定的振蕩頻率處的反射比率，利用恰當(dāng)?shù)母哳l輸出對(duì)被加熱物進(jìn)行加熱，減輕反射功率對(duì)功率放大部3 的半導(dǎo)體元件的影響。使用圖5來說明在實(shí)施方式1的微波加熱裝置中，通過所選定的振蕩頻率以恰當(dāng)?shù)母哳l輸出進(jìn)行加熱的手段。圖5是示出實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的加熱動(dòng)作的過程的說明圖。在圖5中，縱軸是微波輸出[W]，橫軸是微波加熱裝置的加熱處理時(shí)間[秒]。在實(shí)施方式1的微波加熱裝置中，當(dāng)使用者按壓了加熱動(dòng)作的開始鍵時(shí)，開始加熱動(dòng)作。在開始加熱動(dòng)作時(shí)，將微波輸出設(shè)定為第1輸出“Ppre”這一微小輸出(頻率掃描功率，例如10W)。該第1輸出“Ppre”被選定為較小的功率在該功率下，即使供給功率(Pf) 的100%作為反射功率(Pr)而返回，功率放大部3的半導(dǎo)體元件也不會(huì)因反射能量而受到損傷。在輸出第1輸出“Ppre”的搜索期間tp內(nèi)，檢測(cè)容許頻帶內(nèi)(MOOMHz 2500MHz) 的反射電壓(Vr)相對(duì)于供給電壓(Vf)的反射比率的變化，檢測(cè)該反射比率最小時(shí)的值。在實(shí)施方式1的微波加熱裝置中，將檢測(cè)反射電壓(Vr)相對(duì)于供給電壓(Vf)的反射比率最小時(shí)的值的頻率掃描動(dòng)作稱作最小比率搜索動(dòng)作。另外，關(guān)于實(shí)施方式1的微波加熱裝置，是以執(zhí)行檢測(cè)反射電壓(Vr)相對(duì)于供給電壓(Vf)的反射比率最小時(shí)的值的最小比率搜索動(dòng)作的例子進(jìn)行說明，不過，本發(fā)明也包含執(zhí)行檢測(cè)反射功率(Pr)相對(duì)于供給功率(Pf)的反射比率最小時(shí)的值的最小比率搜索動(dòng)作的結(jié)構(gòu)，且可通過同樣的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。最小比率搜索動(dòng)作響應(yīng)于使用者按壓加熱動(dòng)作的開始鍵而開始，在搜索期間tp 內(nèi)結(jié)束。對(duì)于微波頻率，在從檢測(cè)對(duì)象頻帶的最低頻率(例如MOOMHz)到最高頻率(例如 2500MHz)的范圍內(nèi)，每隔固定頻率執(zhí)行該最小比率搜索動(dòng)作。此時(shí)，依次檢測(cè)從功率檢測(cè)部 4提供給供電部5的供給電壓(Vf)、以及從加熱室側(cè)經(jīng)由供電部5輸入到功率檢測(cè)部4的反射電壓(Vr)。根據(jù)在最小比率搜索動(dòng)作中檢測(cè)到的反射比率，檢測(cè)表現(xiàn)出最小反射比率值的振蕩頻率。另外，上面以僅在從檢測(cè)對(duì)象頻帶的最低頻率到最高頻率這一個(gè)方向上執(zhí)行最小比率搜索動(dòng)作的例子進(jìn)行了說明，但也可以在從檢測(cè)對(duì)象頻帶的最高頻率到最低頻率這一個(gè)方向上執(zhí)行，或者也可以通過往復(fù)動(dòng)作來執(zhí)行搜索動(dòng)作。在控制部1中，對(duì)在上述最小比率搜索動(dòng)作中檢測(cè)到的最小反射比率(Vr/Vf)與預(yù)先設(shè)定的第1閾值(Tl)以及第2閾值(T2)進(jìn)行比較。此處，第1閾值(Tl)被設(shè)定為比第2閾值(T2)小的值(Tl < T2)。如果最小比率搜索動(dòng)作中檢測(cè)到的最小反射比率是小于第1閾值(Tl)的值，則該值的大小為即使通過獲得該最小反射比率的振蕩頻率以額定高頻輸出進(jìn)行實(shí)際的加熱動(dòng)作，功率放大部3的半導(dǎo)體元件也不會(huì)因此時(shí)產(chǎn)生的反射功率的反射能量而損壞。因此，在微波加熱裝置中，控制部1送出功率控制信號(hào)Cp而進(jìn)行控制，使得功率放大部3輸出第1 額定高頻輸出(Pmax)。此外，如果在搜索期間tp的最小比率搜索動(dòng)作中檢測(cè)到的最小反射比率(Vr/Vf) 大于等于第1閾值(Tl)且小于第2閾值(T2)，則控制部1控制為，使得功率放大部3輸出比第1額定高頻輸出(Pmax，例如1000W)低的第2額定高頻輸出(Riiid，例如850W)?？紤]此時(shí)的反射比率，將對(duì)功率放大部3的輸出進(jìn)行控制的第2額定高頻輸出(Riiid)設(shè)定為損壞界限以下的較小的值，使得此時(shí)產(chǎn)生的反射能量不會(huì)損壞功率放大器4的半導(dǎo)體元件。 因此，即使用第2額定高頻輸出(Riiid)對(duì)該被加熱物進(jìn)行加熱動(dòng)作，功率放大部3的半導(dǎo)體元件也不會(huì)因此時(shí)產(chǎn)生的反射能量而損壞。此外，如果在搜索期間tp的最小比率搜索動(dòng)作中檢測(cè)到的最小反射比率(Vr/Vf) 大于等于第2閾值(T2)，則控制部1控制為，使得功率放大部3輸出比第2額定高頻輸出 (Pmid)更低的第3額定高頻輸出(Riiid，例如700W)。考慮此時(shí)的反射比率，將對(duì)功率放大部3的輸出進(jìn)行控制的第3額定高頻輸出(Rnin)設(shè)定為損壞界限以下的較小的值，使得此時(shí)產(chǎn)生的反射能量不會(huì)損壞功率放大部3的半導(dǎo)體元件。因此，即使用第3額定高頻輸出 (Pmin)對(duì)該被加熱物進(jìn)行加熱動(dòng)作，功率放大部3的半導(dǎo)體元件也不會(huì)因此時(shí)產(chǎn)生的反射能量而損壞。另外，在實(shí)施方式1的微波加熱裝置中，以構(gòu)成為使用兩個(gè)閾值(T1、T2)從三個(gè)額定高頻輸出(Pmax、Riiid、Riiin)中選擇期望的額定高頻輸出的例子進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于該例。在本發(fā)明中，可構(gòu)成為使用多個(gè)閾值從多個(gè)額定高頻輸出中進(jìn)行選擇。此外，在實(shí)施方式1的微波加熱裝置中，即使以使用者所設(shè)定的加熱條件設(shè)定了高頻輸出，也考慮到裝置的安全性而設(shè)定為不讓功率放大部3的半導(dǎo)體元件因反射能量而損壞。即，即使在使用者設(shè)定了較高的高頻輸出的情況下，當(dāng)對(duì)于此時(shí)的被加熱物的反射比率較差時(shí)，也能夠在反射能量不對(duì)半導(dǎo)體元件產(chǎn)生不良影響的范圍內(nèi)設(shè)定為最大的高頻輸出ο
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接著，對(duì)實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的最小比率搜索動(dòng)作進(jìn)行說明。將此處的最小比率搜索動(dòng)作稱作預(yù)搜索，在容許頻帶O400 2500MHz)中，每隔固定頻率就掃描測(cè)定供給功率Pf (供給電壓Vf)和反射功率ft·(反射電壓Vr)，計(jì)算反射比率ftVPf (Vr/Vf)。 根據(jù)其計(jì)算結(jié)果求取最小反射比率，設(shè)定此時(shí)的振蕩頻率。關(guān)于加熱用的微波輸出的決定，如前所述使用閾值預(yù)先設(shè)定表示最小反射比率 Pr/Pf (Vr/Vf)的值與高頻輸出之間的關(guān)系的表，基于該表來計(jì)算與檢測(cè)到的最小反射比率 Pr/Pf (Vr/Vf)的值對(duì)應(yīng)的恰當(dāng)?shù)母哳l輸出，利用計(jì)算出的高頻輸出對(duì)該被加熱物進(jìn)行加熱而實(shí)現(xiàn)最佳化。此外，關(guān)于加熱用的微波輸出的設(shè)定，也可以是如下方法預(yù)先設(shè)定以最小反射比率ft~/Pf(Vr/Vf)的值為因數(shù)的加熱輸出的函數(shù)，將檢測(cè)到的最小反射比率ftVPf (Vr/Vf) 的值代入該函數(shù)來計(jì)算高頻輸出，利用計(jì)算出的高頻輸出對(duì)該被加熱物進(jìn)行加熱而實(shí)現(xiàn)最佳化。該最佳化方法是在控制部1中實(shí)施的，但由于使用了較多運(yùn)算等，因而優(yōu)選使用微型計(jì)算機(jī)。接著，使用圖6對(duì)實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的最小比率搜索動(dòng)作即預(yù)搜索的方法進(jìn)行說明。圖6是示出與實(shí)施方式1的微波加熱裝置中的最小比率搜索動(dòng)作中檢測(cè)到的反射比率相關(guān)的頻率特性曲線的曲線圖。在實(shí)施方式1的微波加熱裝置中，以該容許頻帶O400 2500MHz)中的最小頻率MOOMHz為出發(fā)點(diǎn)，以最大頻率2500MHz為最終點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行頻率掃描動(dòng)作(掃描動(dòng)作)。 在該掃描動(dòng)作中，每隔預(yù)定的固定增加時(shí)間(tl、t2、· ·、tx、· ·、tn)測(cè)定供給功率(供給電壓)和反射功率(反射電壓)，依次計(jì)算反射比率ft~/Pf(Vr/Vf)的值。由于這樣地在頻率掃描動(dòng)作中每隔固定時(shí)間測(cè)定供給功率(供給電壓)和反射功率(反射電壓)，因此能夠從最小頻率2400MHz起計(jì)算出每隔固定頻率的反射比率ftVPf (Vr/Vf)的值。由此，在頻率掃描動(dòng)作中，每隔規(guī)定增加時(shí)間(tl、t2、· ·、tx、· ·、tn-1、tn)依次計(jì)算反射比率 Pr/Pf (Vr/Vf)的值，在成為與最終點(diǎn)的2500MHz最接近的頻率的時(shí)間tn處計(jì)算出反射比率 Pr/Pf (Vr/Vf)的值時(shí)，該最小比率搜索動(dòng)作結(jié)束。另外，作為測(cè)定間隔的增加時(shí)間(At)是固定的，在搜索期間tp中執(zhí)行η次最小比率搜索動(dòng)作，因此一次測(cè)定時(shí)間為tp/n。在該最小比率搜索動(dòng)作中，頻率和反射比率ft·/ Pf (Vr/Vf)的值被存儲(chǔ)到控制部1中設(shè)置的存儲(chǔ)單元中。如圖6的頻率特性曲線所示，在時(shí)刻tx處檢測(cè)到反射比率(Vr/Vf)最小時(shí)的頻率 Fmin，且獲得了反射比率(Vr/Vf)的值R1。根據(jù)所獲得的反射比率(Vr/Vf)的值R1，如前所述那樣求出加熱用的微波輸出。如果這樣地求取微波輸出并合理化，則能夠在不使用隔離器的情況下防止半導(dǎo)體元件損壞，能夠提供可靠性高的微波加熱裝置。(實(shí)施方式2)以下，參照?qǐng)D7對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2的微波加熱裝置進(jìn)行說明。圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的微波加熱裝置中的供電路徑的主要結(jié)構(gòu)的框圖。如圖7所示，實(shí)施方式2的微波加熱裝置在振蕩部2的后級(jí)具有功率分配部17。 在實(shí)施方式2的微波加熱裝置中，功率分配部17將來自振蕩部2的MOOMHz 2500MHz頻帶的信號(hào)分配給多個(gè)作為功率單元的功率放大部3a、3b。在各功率放大部3a、3b中被放大的微波經(jīng)由各個(gè)功率檢測(cè)部4a、4b從多個(gè)供電部5ajb放射到加熱室內(nèi)。
在實(shí)施方式2的微波加熱裝置中，一個(gè)作為功率單元的功率放大部所能放大的功率是有限的，因此構(gòu)成為，使用多個(gè)功率放大部放大為期望的功率并提供給供電部。因此， 在實(shí)施方式2的微波加熱裝置中，目的是要減小在一個(gè)作為功率單元的功率放大部中處理的功率，在加熱室中對(duì)在多個(gè)功率放大部中放大后的微波進(jìn)行空間合成而得到期望的微波輸出。實(shí)施方式2的微波加熱裝置中使用的功率分配部17被配設(shè)在小功率系統(tǒng)的振蕩部的后級(jí)。功率分配部17例如可以是威爾金森型分配器那樣在輸出之間不產(chǎn)生相位差的同相分配器，也可以是分支線型和鼠圈型那樣在輸出之間產(chǎn)生相位差的分配器。此外，功率分配部17將從振蕩部2輸入的微波的高頻功率的大致1/2的功率傳播到各功率放大部3a、3b。在各功率放大部3a、: 中放大后的微波功率通過各功率檢測(cè)部如、 4b被傳送到各個(gè)供電部fe、5b。由此，在實(shí)施方式2的微波加熱裝置中，功率分配部17以后通過兩個(gè)系列來傳送微波功率。如上所述，對(duì)于使用多個(gè)功率單元從多個(gè)作為供電部的天線向加熱室供電的結(jié)構(gòu)而言，能夠分散于構(gòu)成加熱室的多個(gè)壁面來配置供電部。由此，能夠?qū)訜崾曳稚⑴渲枚鄠€(gè)供電部，因此，能夠有效靈活地利用構(gòu)成裝置外觀的殼體與該殼體內(nèi)部的加熱室之間的間隙空間，能夠在該間隙空間中高效地配置多個(gè)供電部。其結(jié)果，實(shí)施方式2的微波加熱裝置的外觀緊湊，且能夠較大地構(gòu)成加熱室，因此，能夠提供具有小型大容量加熱室的微波加熱裝置、例如微波爐。在實(shí)施方式2的微波加熱裝置中，以將供電路徑設(shè)為2個(gè)系列的例子進(jìn)行了說明， 但本發(fā)明不限于該例，也可以是如下結(jié)構(gòu)通過構(gòu)成為在功率分配部17的后級(jí)進(jìn)一步設(shè)置了功率分配部的多級(jí)結(jié)構(gòu)，或者利用將功率分配部17分配到三個(gè)以上系統(tǒng)的多分支型分配電路來構(gòu)成，由此來設(shè)置4個(gè)供電部、8個(gè)供電部。這樣，通過增多功率分配部中的功率分配數(shù)，從而在作為功率單元的功率放大部中處理的功率進(jìn)一步變小，在功率放大部的輸出部(參照?qǐng)D2的輸出部12)中處理的功率也變小。其結(jié)果，具有如下效果抑制功率放大部中的發(fā)熱量，功率放大部的散熱設(shè)計(jì)變得容易。(實(shí)施方式3)以下，參照?qǐng)D8對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3的微波加熱裝置進(jìn)行說明。圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的微波加熱裝置中的供電路徑的主要結(jié)構(gòu)的框圖。如圖8所示，實(shí)施方式3的微波加熱裝置在由功率分配部17分配的各功率路徑上設(shè)置有相位控制部18a、18b。實(shí)施方式3的微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)是在各供電路徑上可使用相位控制部18a、18b來變更各供電部路徑之間的相位。另外，關(guān)于從振蕩部2向功率分配部17的微波功率傳送動(dòng)作、以及在各供電路徑中處于各相位控制部18a、18b的后級(jí)的功率放大部3a、3b、功率檢測(cè)部如、4b和供電部如、 5b中的微波功率傳送動(dòng)作，與前述實(shí)施方式2的微波加熱裝置中的傳送動(dòng)作相同，因此在實(shí)施方式3的說明中省略這些說明。實(shí)施方式3的微波加熱裝置中使用的相位控制部18a、18b是用電容隨施加電壓而變化的電容可變?cè)?gòu)成的。各個(gè)相位控制部18a、18b的相位可變范圍是0度到大致 180度的范圍。由此，能夠?qū)南辔豢刂撇?8a、18b輸出的微波功率的相位差控制在0度到士 180度的范圍內(nèi)。
由于在各個(gè)供電路徑上可使用相位控制部18a、18b改變供電部之間的相位差，從而能夠自由地形成在加熱室內(nèi)的供電部之間形成的電磁場(chǎng)分布。因此，實(shí)施方式3的微波加熱裝置能夠選擇性地對(duì)加熱室內(nèi)的被加熱物中的特定部分進(jìn)行加熱，因此能夠檢測(cè)被加熱物的加熱狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)無加熱不勻的精細(xì)加熱。(實(shí)施方式4)以下，參照?qǐng)D9對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式4的微波加熱裝置進(jìn)行說明。圖9是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的微波加熱裝置中的供電路徑的主要結(jié)構(gòu)的框圖。在圖9中，供電路徑上的微波產(chǎn)生部20構(gòu)成為具有振蕩部22，其用半導(dǎo)體元件構(gòu)成；功率放大部23，其用對(duì)振蕩部22的輸出進(jìn)行功率放大的半導(dǎo)體元件構(gòu)成；供電部 25，其作為天線，將由功率放大部23放大后的微波功率放射到加熱室7內(nèi)；功率檢測(cè)部24， 其被插入到連接功率放大部23和供電部25的微波傳送路徑中；以及控制部21，其控制振蕩部22和功率放大部23。功率檢測(cè)部M檢測(cè)從加熱室側(cè)經(jīng)由供電部25反射到功率放大部21的反射功率、和從功率放大部23提供到供電部25的供給功率?？刂撇?1構(gòu)成為，根據(jù)由功率檢測(cè)部6檢測(cè)到的供給功率和反射功率，控制振蕩部22和功率放大部23。實(shí)施方式4的微波加熱裝置與前述實(shí)施方式1到實(shí)施方式3同樣具有加熱室7， 該加熱室7具有用于收納被加熱物15的大致長(zhǎng)方體的構(gòu)造。加熱室7由以下部分構(gòu)成壁板，其通過金屬材料構(gòu)成頂面、底面、左側(cè)面、右側(cè)面和背面；開閉門(未圖示)，其進(jìn)行開閉以便取出、放入被加熱物15 ；以及用于載置被加熱物15的載置臺(tái)16。這樣構(gòu)成的加熱室7 是如下結(jié)構(gòu)通過關(guān)閉開閉門，將提供到加熱室內(nèi)的微波封閉在加熱室內(nèi)部。在微波產(chǎn)生部20中，來自振蕩部22的微波在功率放大部23中被放大，并經(jīng)由功率檢測(cè)部M被傳送到作為天線的供電部25。從供電部25向加熱室7內(nèi)放射微波。向加熱室7內(nèi)放射提供微波的供電部25被配置在構(gòu)成加熱室7的壁面上。在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中，供電部25被配置在加熱室7的底面上。關(guān)于實(shí)施方式4的微波加熱裝置，以供電部25被配置在底面上的例子進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限于該結(jié)構(gòu)，供電部25也可被配置在構(gòu)成加熱室7的任意一個(gè)壁面上，可根據(jù)微波加熱裝置的規(guī)格進(jìn)行變更。微波產(chǎn)生部20是在使用了導(dǎo)電體圖案的電路中設(shè)置多個(gè)半導(dǎo)體元件而構(gòu)成的， 所述導(dǎo)電體圖案形成在由低介電損耗材料構(gòu)成的電介質(zhì)基板的單面上。在功率放大部23 中，為了使作為對(duì)微波進(jìn)行放大的放大元件的半導(dǎo)體元件良好地工作，在各半導(dǎo)體元件的輸入側(cè)和輸出側(cè)分別設(shè)有匹配電路。連接微波產(chǎn)生部20中的各個(gè)功能塊的微波傳送路徑通過設(shè)置在電介質(zhì)基板的單面上的導(dǎo)電體圖案，形成了特性阻抗為大致50 Ω的傳送電路。此外，功率檢測(cè)部M提取從加熱室7側(cè)傳送到功率放大部23側(cè)的所謂反射波的反射功率、和從功率放大部23側(cè)傳送到加熱室7側(cè)的所謂入射波的功率即供給功率。在功率檢測(cè)部對(duì)中，將功率耦合度設(shè)為例如大約_40dB，提取反射功率和入射功率(供給功率) 的大約1/10000的功率量。這樣提取出的功率信號(hào)分別由檢波二極管(未圖示)進(jìn)行整流，由電容器(未圖示)進(jìn)行平滑處理，該平滑處理后的信號(hào)被輸入到控制部21?？刂撇?1根據(jù)使用者直接輸入的被加熱物15的加熱條件、加熱中根據(jù)被加熱物 15的加熱狀態(tài)得到的加熱信息以及由功率檢測(cè)部M檢測(cè)到的檢測(cè)信息，控制分別提供給作為微波產(chǎn)生部20的結(jié)構(gòu)要素的振蕩部22和功率放大部23的驅(qū)動(dòng)功率。其結(jié)果，被收納在加熱室7內(nèi)的被加熱物15基于使用者所設(shè)定的加熱條件、加熱中的被加熱物15的加熱狀態(tài)、或者來自功率檢測(cè)部M的檢測(cè)信息得到最佳的加熱。另外，在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中，在微波產(chǎn)生部20中，主要設(shè)置有用于對(duì)功率放大部3所具有的半導(dǎo)體元件中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱的散熱單元、例如冷卻片(未圖示)°如在前述背景技術(shù)一欄中說明的那樣，在微波加熱裝置中，包含被加熱物的加熱室的電氣特性是由被加熱物的種類、形狀、量額和加熱室內(nèi)的被加熱物的位置等多個(gè)條件決定的，從加熱室側(cè)傳送到微波產(chǎn)生部側(cè)的反射功率是基于微波產(chǎn)生部的輸出阻抗和加熱室的阻抗而產(chǎn)生的。因此，加熱室的電氣特性是時(shí)常變化的，因此從加熱室側(cè)傳送到微波產(chǎn)生部側(cè)的反射功率時(shí)常變動(dòng)。此外，使得被加熱物最高效地吸收微波的頻率也隨加熱室內(nèi)的被加熱物的狀態(tài)而變化。在被加熱物處于冷凍狀態(tài)的情況下，通過加熱動(dòng)作進(jìn)行解凍，被加熱物成為被部分解凍的狀態(tài)。冰與水對(duì)于微波的阻抗有較大差異，因此從供電部看的加熱室的阻抗與加熱初期相比發(fā)生較大變化。其結(jié)果，使被加熱物高效地吸收微波的頻率在加熱初期與冰溶化后的狀態(tài)下為不同的值。因此，當(dāng)利用在加熱動(dòng)作前的冷凍狀態(tài)下選擇的頻率繼續(xù)進(jìn)行加熱動(dòng)作時(shí)，反射功率增加，功率放大部的發(fā)熱量增加，并且加熱效率也可能變差。此外，此時(shí)的反射功率的反射能量可能會(huì)對(duì)功率放大部的半導(dǎo)體元件產(chǎn)生不良影響。因此，為了提高加熱效率，要求在加熱動(dòng)作中也始終選擇最適當(dāng)?shù)念l率進(jìn)行加熱動(dòng)作。在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中解決了上述課題，構(gòu)成為在加熱動(dòng)作中也始終選擇最適當(dāng)?shù)念l率進(jìn)行加熱動(dòng)作。接著，對(duì)實(shí)施方式4的微波加熱裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。首先，使用者將被加熱物15收納到加熱室7內(nèi)，在操作部(未圖示)中輸入其加熱條件，并按壓加熱動(dòng)作的開始鍵。當(dāng)按壓了開始鍵時(shí)，形成加熱開始信號(hào)，該信號(hào)被輸入到控制部21。接到加熱開始信號(hào)的控制部21形成控制信號(hào)，微波產(chǎn)生部20開始微波產(chǎn)生動(dòng)作?？刂撇?1使電源部(參照?qǐng)D1)工作而將電力提供給振蕩部22。此時(shí)，提供將振蕩部22的初始振蕩頻率設(shè)定為例如MOOMHz的電壓信號(hào)，振蕩部22開始振蕩動(dòng)作?？刂撇?1對(duì)振蕩部22進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，并且控制電源部而對(duì)功率放大部23進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。在功率放大部23中進(jìn)行放大后的微波功率經(jīng)過功率檢測(cè)部M被提供給供電部 25，并被放射到加熱室7內(nèi)。此時(shí)的功率放大部23的輸出功率分別輸出小于100W、例如50W 的微波功率。如前所述，當(dāng)提供到加熱室7內(nèi)的微波功率在被加熱物15中被100%吸收時(shí)，來自加熱室7的反射功率為零。但是，被加熱物15的種類、形狀、量額和位置決定了包含被加熱物15的加熱室7的電氣特性，因此，基于供電部25的輸出阻抗和加熱室7的阻抗，產(chǎn)生從加熱室7側(cè)傳送到供電部5側(cè)的反射功率。在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中，與前述實(shí)施方式的微波加熱裝置同樣，在微波加熱裝置的容許頻帶0400MHz 2500MHz)內(nèi)進(jìn)行頻率掃描動(dòng)作，選擇使得反射功率量成為最小值的頻率。設(shè)置在供電路徑上的功率檢測(cè)部M檢測(cè)從加熱室7側(cè)傳送到微波產(chǎn)生部20側(cè)的反射功率，并提取與其反射功率量成比例的檢測(cè)信號(hào)。該檢測(cè)信號(hào)被送到控制部21，接到檢測(cè)信號(hào)的控制部21選擇使得反射功率量成為最小值的頻率。使振蕩部22的振蕩頻率從初始的MOOMHz起，以例如IMHz的間距向高頻側(cè)變化， 并在到達(dá)頻率可變范圍的上限2500MHz以前，一直進(jìn)行控制部21中的頻率掃描動(dòng)作即頻率選擇動(dòng)作。由此，通過在容許頻帶內(nèi)(MOOMHz 2500MHz)進(jìn)行頻率掃描動(dòng)作，控制部21能夠識(shí)別與從振蕩部22輸出的各振蕩頻率對(duì)應(yīng)的反射功率的變動(dòng)狀態(tài)。圖10是示出了功率檢測(cè)部M中檢測(cè)到的反射功率的頻率特性曲線的一例的曲線圖。在控制部21中，根據(jù)檢測(cè)到的反射功率的頻率特性，選擇使得反射功率最小的振蕩頻率(在圖10所示的頻率特性曲線中為頻率R)pt)。此外，控制部21控制功率放大部 23，以成為與使用者所設(shè)定的加熱條件對(duì)應(yīng)的微波輸出。其結(jié)果，功率放大部23輸出恰當(dāng)振蕩頻率的微波功率。并且，功率放大部23的微波功率經(jīng)由功率檢測(cè)部M被傳送到供電部25，并被放射到加熱室7內(nèi)。如上所述，在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中，求取使得反射功率最小的最佳條件， 利用所求取的微波功率進(jìn)行加熱動(dòng)作。其結(jié)果，加熱動(dòng)作時(shí)的反射功率變小，因此，能夠使被加熱物15高效地吸收微波能量，能夠縮短加熱時(shí)間。但是，在被微波加熱裝置加熱的被加熱物15中，在加熱動(dòng)作中其狀態(tài)時(shí)刻變化， 尤其對(duì)于冷凍食品而言，其變動(dòng)較大。在被加熱物15為冷凍食品的情況下，在加熱開始前， 被加熱物15中的水分是冰的狀態(tài)，通過照射微波而進(jìn)行加熱動(dòng)作，被加熱物15中的冰溶化而轉(zhuǎn)變?yōu)樗臓顟B(tài)?？紤]冰與水對(duì)于微波的阻抗，水的阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于冰，因此預(yù)想到如下情況在收納在加熱室7內(nèi)的被加熱物15被冷凍的狀態(tài)下測(cè)定加熱室7的阻抗而得到的頻率特性、與進(jìn)行加熱從而在被加熱物15開始溶化的狀態(tài)下測(cè)定加熱室7的阻抗而得到的頻率特性有較大差異。在這種情況下，隨著加熱動(dòng)作的進(jìn)行，由功率檢測(cè)部M檢測(cè)到的反射功率大幅變動(dòng)。因此，有時(shí)在加熱動(dòng)作中反射功率會(huì)變大，無法保持高效率的加熱動(dòng)作。在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中，解決了該問題。在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中，當(dāng)功率檢測(cè)部對(duì)檢測(cè)到的反射功率超過了預(yù)定閾值時(shí)，暫時(shí)中斷加熱動(dòng)作，進(jìn)行前述的頻率選擇動(dòng)作。在控制部21中的加熱動(dòng)作開始后停止加熱動(dòng)作而執(zhí)行的頻率選擇動(dòng)作與加熱動(dòng)作前的頻率選擇動(dòng)作相同，使振蕩部22的振蕩頻率從初始的MOOMHz起，以例如IMHz的間距向高頻側(cè)變化，在到達(dá)頻率可變范圍的上限2500MHz以前一直進(jìn)行該頻率選擇動(dòng)作。該頻率選擇動(dòng)作時(shí)的微波輸出是比加熱動(dòng)作時(shí)提供給供電部25的額定供給功率低的頻率掃描功率(例如50W)。由此，在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中，在加熱動(dòng)作開始后，在反射功率超過了預(yù)定閾值的情況下，也執(zhí)行頻率選擇動(dòng)作，以能夠選擇最佳的加熱動(dòng)作的頻率。其結(jié)果，實(shí)施方式4的微波加熱裝置即使在加熱動(dòng)作中，也始終提供最佳頻率的微波功率，因此能夠?qū)?br> 18被加熱物進(jìn)行高效的微波加熱。另外，在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中，關(guān)于停止加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率選擇動(dòng)作的時(shí)機(jī)，可以在如前所述由功率檢測(cè)部M檢測(cè)到的反射功率超過閾值時(shí)執(zhí)行，也可以構(gòu)成為在控制部21中經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間的加熱動(dòng)作后中斷加熱動(dòng)作，執(zhí)行頻率選擇動(dòng)作，選擇最佳頻率。通過在加熱動(dòng)作開始后每經(jīng)過預(yù)定時(shí)間執(zhí)行多次頻率選擇動(dòng)作，能夠以與被加熱物的狀態(tài)對(duì)應(yīng)的恰當(dāng)頻率進(jìn)行微波加熱，從而成為高效的加熱動(dòng)作。在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中，在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)由功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率未達(dá)到閾值以上時(shí)，也可以中斷加熱動(dòng)作而進(jìn)行頻率掃描動(dòng)作。通過這樣地每隔預(yù)定時(shí)間執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作，從而微波加熱裝置能夠始終設(shè)定與包含被加熱物等的狀態(tài)在內(nèi)的加熱室內(nèi)的狀態(tài)對(duì)應(yīng)的恰當(dāng)?shù)恼袷庮l率，實(shí)現(xiàn)效率高的加熱動(dòng)作。在實(shí)施方式4的微波加熱裝置中，構(gòu)成為在功率檢測(cè)部M中檢測(cè)反射功率，并根據(jù)該反射功率選擇最佳的振蕩頻率，但是也可以如前述的實(shí)施方式1到實(shí)施方式3中說明的那樣，構(gòu)成為在功率檢測(cè)部中使用反射功率相對(duì)于供給功率的反射比率來選擇振蕩頻率。通過這樣構(gòu)成，能夠選擇出使得被加熱物最高效地吸收放射到加熱室內(nèi)的微波能量的振蕩頻率。(實(shí)施方式5)以下，參照?qǐng)D11對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式5的微波加熱裝置進(jìn)行說明。圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5的微波加熱裝置中的供電路徑的主要結(jié)構(gòu)的框圖。在實(shí)施方式5的微波加熱裝置中，與前述實(shí)施方式4的微波加熱裝置的不同點(diǎn)在于通過功率分配部27將振蕩部22的輸出分配為多路，設(shè)置了多個(gè)供電路徑；并且在一個(gè)供電路徑上設(shè)置了相位控制部26。另外，在實(shí)施方式5的微波加熱裝置中以設(shè)置了兩個(gè)系統(tǒng)的供電路徑的例子進(jìn)行說明。在實(shí)施方式5的微波加熱裝置中構(gòu)成為通過在功率分配部27的一個(gè)供電路徑上設(shè)置相位控制部26，從而能夠控制這一個(gè)供電路徑上的微波的相位差。另外，在各個(gè)供電路徑上，與實(shí)施方式4的微波加熱裝置同樣，設(shè)置有對(duì)微波功率進(jìn)行放大的功率放大部、檢測(cè)供給功率和反射功率的功率檢測(cè)部、以及作為天線的供電部。即，在實(shí)施方式5的微波加熱裝置中，在各個(gè)供電路徑上設(shè)置有功率放大部23a或23b、功率檢測(cè)部2 或Mb、以及供電部2 或2恥。在實(shí)施方式5的微波加熱裝置中，在加熱動(dòng)作前執(zhí)行選擇加熱用的振蕩頻率的頻率選擇動(dòng)作。該頻率選擇動(dòng)作與前述實(shí)施方式4的微波加熱裝置中的頻率選擇動(dòng)作相同， 因此在實(shí)施方式5的說明中省略其詳細(xì)說明。在實(shí)施方式5的微波加熱裝置中，由于在一個(gè)供電路徑上設(shè)置有相位控制部沈， 因此通過控制從一個(gè)供電部2 放射的微波的相位，能夠控制從各供電部25a、2^放射的兩個(gè)系統(tǒng)的微波的相位差。因此，實(shí)施方式5的微波加熱裝置能夠改變加熱室7內(nèi)的供電部之間的微波的干涉位置，能夠調(diào)整電場(chǎng)變強(qiáng)的位置。因此，實(shí)施方式5的微波加熱裝置能夠變更對(duì)被加熱物進(jìn)行強(qiáng)烈加熱的位置，因此能夠均勻地實(shí)現(xiàn)被加熱物的加熱狀態(tài)的理想度。在實(shí)施方式5的微波加熱裝置中，以將供電路徑設(shè)為2個(gè)系列的例子進(jìn)行了說明， 但本發(fā)明不限于該例，可以是如下結(jié)構(gòu)通過構(gòu)成為在功率分配部27的后級(jí)進(jìn)一步設(shè)置了功率分配部的多級(jí)結(jié)構(gòu)，由此來設(shè)置例如4個(gè)供電部、8個(gè)供電部。由此，通過將功率分配部設(shè)為多級(jí)結(jié)構(gòu)，從而在作為功率單元的功率放大部中處理的功率進(jìn)一步變小，在功率放大部的輸出部中處理的功率也變小。其結(jié)果，起到了如下效果抑制功率放大部中的發(fā)熱量， 散熱設(shè)計(jì)變得容易。在這樣地形成多個(gè)供電路徑(至少為三個(gè)供電路徑)的情況下，通過在各個(gè)供電路徑上設(shè)置相位控制部，能夠調(diào)整各供電路徑的相位。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下的微波加熱裝置以及微波加熱方法能夠可靠地防止反射功率對(duì)微波產(chǎn)生部的破壞，且能夠以較高的加熱效率對(duì)被加熱物進(jìn)行加熱。 另外，為了說明本發(fā)明，在前述實(shí)施方式1到實(shí)施方式5的微波加熱裝置以及微波加熱方法中針對(duì)具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于這些結(jié)構(gòu)，還包含這些結(jié)構(gòu)的組合、以及基于與這些結(jié)構(gòu)同等的技術(shù)思想的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的微波加熱裝置和微波加熱方法針對(duì)各種被加熱物均能夠防止反射能量對(duì)半導(dǎo)體元件的破壞，并且能進(jìn)行效率高的微波加熱，因此，可應(yīng)用于以微波爐為代表的利用感應(yīng)加熱的加熱裝置、生垃圾處理機(jī)或者作為半導(dǎo)體制造裝置的等離子電源的微波電源
等各種用途。
標(biāo)號(hào)說明
1控制部
2振蕩部
3功率放大部
4功率檢測(cè)部
5供電部
6電源部
7加熱室
8前級(jí)前置放大器
9中級(jí)前置放大器
10后級(jí)前置放大器
11驅(qū)動(dòng)部
12輸出部
13第1末級(jí)放大器
14第2末級(jí)放大器
15被加熱物
16載置臺(tái)
20
權(quán)利要求
1.一種微波加熱裝置，其具有加熱室，其收納被加熱物；振蕩部，其輸出預(yù)定頻帶內(nèi)的振蕩頻率的信號(hào)；功率放大部，其對(duì)所述振蕩部的輸出進(jìn)行功率放大；供電部，其將所述功率放大部的輸出提供到所述加熱室；功率檢測(cè)部，其檢測(cè)從所述加熱室經(jīng)由所述供電部反射到所述功率放大部的反射功率和從所述功率放大部提供到所述供電部的供給功率；以及控制部，其被輸入來自所述功率檢測(cè)部的反射功率信號(hào)和供給功率信號(hào)，控制所述振蕩部的振蕩頻率和所述功率放大部的輸出，所述控制部構(gòu)成為在開始對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前，以比加熱動(dòng)作時(shí)提供給所述供電部的額定供給功率低的頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作來搜索最小反射功率，根據(jù)所述最小反射功率調(diào)整加熱時(shí)提供給所述供電部的供電功率，以所述頻率掃描動(dòng)作中表現(xiàn)出最小反射功率的振蕩頻率進(jìn)行加熱動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱裝置，其中，所述控制部構(gòu)成為在開始對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前，以頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作，決定使得反射功率相對(duì)于供給功率的反射比率成為最小值的振蕩頻率，根據(jù)所決定的振蕩頻率處的最小反射功率調(diào)整提供給所述供電部的供電功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波加熱裝置，其中，所述控制部構(gòu)成為在對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作開始后，中斷加熱動(dòng)作預(yù)定時(shí)間，以頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作，再次決定使得反射功率相對(duì)于供給功率的反射比率成為最小值的振蕩頻率，并且根據(jù)再次決定的振蕩頻率處的最小反射功率調(diào)整提供給所述供電部的供電功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱裝置，其中，所述控制部構(gòu)成為當(dāng)以開始對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作所決定的振蕩頻率開始加熱動(dòng)作之后，中斷加熱動(dòng)作而再次執(zhí)行所述頻率掃描動(dòng)作， 再次決定獲得所述功率檢測(cè)部檢測(cè)到的最小反射功率的振蕩頻率，以再次決定的振蕩頻率轉(zhuǎn)移到加熱動(dòng)作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微波加熱裝置，其中，所述控制部構(gòu)成為以預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔反復(fù)進(jìn)行加熱動(dòng)作與加熱動(dòng)作停止，所述加熱動(dòng)作停止是指中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微波加熱裝置，其中，所述控制部構(gòu)成為在加熱動(dòng)作開始后，當(dāng)所述功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率達(dá)到預(yù)定的閾值以上時(shí)，進(jìn)行中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作的加熱動(dòng)作停止。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波加熱裝置，其中，所述控制部構(gòu)成為在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)由功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率未達(dá)到閾值以上時(shí)，中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的微波加熱裝置，其中，該微波加熱裝置還具有對(duì)所述振蕩部的輸出進(jìn)行分配而提供給多個(gè)功率放大部的功率分配部，該微波加熱裝置構(gòu)成為將來自所述多個(gè)功率放大部的輸出分別提供給多個(gè)供電部而向所述加熱室放射微波。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的微波加熱裝置，其中， 該微波加熱裝置還具有功率分配部，其對(duì)所述振蕩部的輸出進(jìn)行分配而提供給多個(gè)功率放大部；以及相位控制部，其能夠改變提供給所述多個(gè)功率放大部的微波功率的相位， 該微波加熱裝置構(gòu)成為將來自所述多個(gè)功率放大部的輸出分別提供給多個(gè)供電部而向所述加熱室放射微波。
10.一種微波加熱方法，其包含以下步驟由振蕩部輸出預(yù)定頻帶內(nèi)的振蕩頻率的信號(hào)； 由所述功率放大部對(duì)所述振蕩部的輸出進(jìn)行功率放大； 由供電部將所述功率放大部的輸出提供到所述加熱室；由功率檢測(cè)部檢測(cè)從所述加熱室側(cè)經(jīng)由所述供電部反射到所述功率放大部的反射功率和從所述功率放大部提供到所述供電部的供給功率；以及控制部被輸入來自所述功率檢測(cè)部的反射功率信號(hào)和供給功率信號(hào)，控制所述振蕩部的振蕩頻率和所述功率放大部的輸出， 該微波加熱方法還包含以下步驟在開始對(duì)加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前，以比加熱動(dòng)作時(shí)對(duì)加熱室內(nèi)的被加熱物輸出微波的額定供給功率低的頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作來搜索最小反射功率；根據(jù)所述最小反射功率調(diào)整加熱時(shí)提供給所述供電部的供電功率；以及以所述頻率掃描動(dòng)作中表現(xiàn)出最小反射功率的振蕩頻率執(zhí)行加熱動(dòng)作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微波加熱方法，其中， 該微波加熱方法包含以下步驟在開始對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前，以頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作，決定使得反射功率相對(duì)于供給功率的反射比率成為最小值的振蕩頻率；以及根據(jù)所決定的振蕩頻率處的最小反射功率調(diào)整提供給所述供電部的供電功率。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微波加熱方法，其中， 該微波加熱方法包含以下步驟在開始對(duì)所述加熱室內(nèi)的被加熱物的加熱動(dòng)作前，以頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作，決定使得所述功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率最小的振蕩頻率；在以所決定的振蕩頻率開始加熱動(dòng)作之后，中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行所述頻率掃描動(dòng)作， 再次決定獲得所述功率檢測(cè)部檢測(cè)到的最小反射功率的振蕩頻率；以及以再次決定的振蕩頻率轉(zhuǎn)移到加熱動(dòng)作。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的微波加熱方法，其中，以預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔反復(fù)進(jìn)行加熱動(dòng)作與加熱動(dòng)作停止，所述加熱動(dòng)作停止是指中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的微波加熱方法，其中，在加熱動(dòng)作開始后，當(dāng)所述功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率達(dá)到預(yù)定的閾值以上時(shí)，進(jìn)行中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作的加熱動(dòng)作停止。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的微波加熱方法，其中，在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)由功率檢測(cè)部檢測(cè)到的反射功率未達(dá)到閾值以上時(shí)，中斷加熱動(dòng)作而執(zhí)行頻率掃描動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供如下的微波加熱裝置以及微波加熱方法能夠可靠地防止反射功率對(duì)微波產(chǎn)生部的破壞，且能對(duì)加熱室內(nèi)的被加熱物進(jìn)行高效的加熱。構(gòu)成為輸入來自功率檢測(cè)部(4)的反射功率信號(hào)和供給功率信號(hào)的控制部(1)在開始對(duì)于加熱室(7)內(nèi)的被加熱物(15)的加熱動(dòng)作前，以比加熱動(dòng)作時(shí)提供給供電部(5)的額定供給功率低的頻率掃描功率執(zhí)行預(yù)定頻帶的頻率掃描動(dòng)作，設(shè)定成為最小反射功率時(shí)的振蕩頻率，控制振蕩部(2)的振蕩頻率和功率放大部(3)的輸出。
文檔編號(hào)H05B6/68GK102428751SQ20108002187
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者三原誠(chéng), 信江等隆, 大森義治, 安井健治 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社