專利名稱：微波加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有使用半導體元件構成的微波產(chǎn)生單元的微波加熱裝置。
背景技術：
作為具有使用半導體元件構成的微波產(chǎn)生單元的以往的微波加熱裝置，提出了具有以下部件的微波加熱裝置由半導體元件構成的振蕩部、對振蕩部的輸出進行放大的多個放大部、用于配置被加熱物并進行加熱的加熱室、向加熱室提供微波的供電部和檢測供電部的阻抗的阻抗檢測部(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1所公開的微波加熱裝置的目的在于，根據(jù)阻抗檢測部的檢測結果控制振蕩部的振蕩頻率，從而在加熱室內進行沒有加熱不勻的穩(wěn)定的烹調。此外，在專利文獻2中公開了具有以下部件的微波加熱裝置振蕩頻率可變的微波加熱電源、將微波功率放射到加熱室的天線和對來自天線的反射功率進行檢波的檢波器。在該以往的微波加熱裝置中，構成為追蹤反射功率最小的微波加熱電源的頻率，以檢測到的頻率附近的頻率對微波加熱電源進行驅動，從而以較高的功率效率對微波加熱電源進行驅動。并且，在專利文獻3中，公開了如下的微波加熱裝置，其具有由半導體元件構成的振蕩部、將振蕩部的輸出分割為多個的分配部、分別對所分配的各個振蕩部的輸出進行放大的多個放大部、和對放大部的輸出進行合成的合成部，并在分配部與放大部之間設置了相位器。在該專利文獻3所公開的微波加熱裝置中，具有用相位器的相位控制改變兩個輸出的功率比率的結構、和將兩個輸出之間的相位控制為同相或反相的結構?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開昭59-165399號公報專利文獻2 日本特公昭62-048354號公報專利文獻3 日本特開昭56-132793號公報

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的課題但是，在上述以往的微波加熱裝置的供電方式中，如以下所說明那樣，具有難以始終以期望的狀態(tài)對收納在加熱室內的具有各種形狀、種類和量的不同的被加熱物進行加熱處理的問題。在以往的微波加熱裝置中，能夠依照加熱室的阻抗和反射功率的檢測結果，使振蕩頻率優(yōu)化來控制加熱狀態(tài)，并且能夠以較高的功率效率進行加熱動作。但是，對加熱室內的被加熱物而言，來自一處的微波功率供電不足以分別適當處理具有各種形狀、種類和量的不同的被加熱物。此外，在使用半導體元件構成振蕩部的微波加熱裝置中，為了形成與市場出售的在振蕩部中使用磁控管的現(xiàn)有的微波爐相同的微波輸出，設置多個使用了半導體元件的末級放大部，并從多個末級放大部對設置在加熱室中的多個供電部分別傳播微波的結構是最價廉、且性能穩(wěn)定的結構。在將前述的現(xiàn)有的微波加熱裝置的結構應用到多處的供電部的情況下，僅檢測加熱室的阻抗不能掌握供電部之間的透射功率的影響，因此檢測誤差變大。此外，在使多處供電部以相同的振蕩頻率進行動作、并追蹤振蕩頻率的控制中，與從一處進行供電的情況相比沒有較大差別，不足以處理具有各種形狀、種類和量的不同的被加熱物。并且，在將以往的微波加熱裝置的結構應用到多處的供電部的情況下，在所有的組合條件下進行加熱室的反射功率的檢測，因此存在對于多處的供電部的振蕩頻率的控制和相位差的控制需要較多時間的問題。其結果，存在從使用者進行設定到開始起動實際的加熱動作為止花費過多時間的問題。本發(fā)明的目的在于解決前述的以往的微波加熱裝置中的課題，提供一種微波加熱裝置，其能夠在短時間內檢測用于以期望狀態(tài)對具有各種形狀、種類和量的不同的被加熱物進行加熱的加熱條件，在該加熱條件下進行加熱，并且能夠大幅度減少在加熱動作中從加熱室返回的微波功率(反射功率)，從而對被加熱物高效進行加熱。用于解決課題的手段本發(fā)明的第1方式的微波加熱裝置具有收納被加熱物的加熱室；具有半導體元件而構成的振蕩部；功率分配部，其將所述振蕩部的輸出分配為多個；相位可變部，其能夠改變所述功率分配部的輸出相位；多個放大部，其對所述相位可變部或所述功率分配部的輸出進行功率放大；多個供電部，其將所述放大部的輸出提供給所述加熱室；多個功率檢測部，其對從所述加熱室經(jīng)由所述供電部傳播到所述放大部的反射功率進行檢測；以及控制部，其對所述振蕩部的振蕩頻率和所述相位可變部的輸出相位進行控制，所述控制部具有頻率掃描部，其進行固定所述相位可變部的輸出相位，改變所述振蕩部的振蕩頻率，并且取得由所述功率檢測部檢測到的反射功率的頻率檢測動作，檢測頻率掃描特性；相位掃描部，其進行固定所述振蕩部的振蕩頻率，改變所述相位可變部的相位值，并且取得由所述功率檢測部檢測到的反射功率的相位檢測動作，檢測相位掃描特性；以及掃描控制部，其控制成交替重復所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作，并根據(jù)檢測到的所述頻率掃描特性和所述相位掃描特性確定對所述被加熱物進行加熱的振蕩頻率和相位值。在如上那樣構成的第1方式的微波加熱裝置中，能夠在短時間內檢測使得反射功率最小的加熱條件即振蕩頻率和相位值，能夠在短時間內起動對于具有各種形狀、種類和量的不同的被加熱物而言的最佳加熱動作。在本發(fā)明的第2方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第1方式的所述掃描控制部在開始所述被加熱物的加熱前，根據(jù)由所述頻率掃描部的頻率檢測動作檢測到的頻率掃描特性、和由所述相位掃描部的相位檢測動作檢測到的相位掃描特性，確定對所述被加熱物進行加熱的振蕩頻率和相位值。在本發(fā)明的第3方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第1或第2方式的所述掃描控制部最初進行所述頻率掃描部中的頻率檢測動作，檢測使得反射功率最小的振蕩頻率，接著根據(jù)檢測到的振蕩頻率固定所述振蕩部的振蕩頻率，進行所述相位掃描部的相位檢測動作，檢測使得反射功率最小的輸出相位，然后交替重復以檢測到的相位值固定所述相位可變部的輸出相位而進行的所述頻率掃描部的頻率檢測動作、和以檢測到的振蕩頻率固定所述振蕩部的振蕩頻率而進行的所述相位掃描部的相位檢測動作。在本發(fā)明的第4方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第1或第2方式的所述掃描控制部在所述頻率掃描部執(zhí)行頻率檢測動作后，至少存儲在緊前的所述頻率掃描部的頻率檢測動作中所述相位可變部的相位值所固定在的相位值、反射功率表現(xiàn)為最小的振蕩頻率和反射功率的最小值。在本發(fā)明的第5方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第1或第2方式的所述掃描控制部在所述相位掃描部執(zhí)行相位檢測動作后，至少存儲在緊前的所述相位掃描部的相位檢測動作中所述振蕩部的振蕩頻率所固定在的振蕩頻率、反射功率表現(xiàn)為最小的相位值和反射功率的最小值。在本發(fā)明的第6方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第1 第3方式的所述掃描控制部交替重復所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作，直到滿足預先設定的結束判斷條件為止。在本發(fā)明的第7方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第1 第3方式的所述掃描控制部以所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作中檢測到的反射功率的最小值小于預先設定的閾值作為第1結束判斷條件，在滿足該第1結束判斷條件時停止所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作。在本發(fā)明的第8方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第1 第3方式的所述掃描控制部以在所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作中，檢測到的振蕩頻率或相位值相對于在緊前的頻率檢測動作或相位檢測動作中檢測到的振蕩頻率或相位值的變化量小于預先設定的閾值作為第2結束判斷條件，在滿足該第2結束判斷條件時停止所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作。在本發(fā)明的第9方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第1 第3方式的所述掃描控制部以所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復次數(shù)達到預先設定的次數(shù)作為第3結束判斷條件，在滿足該第3結束判斷條件時停止所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作。在本發(fā)明的第10方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第8方式的所述掃描控制部在根據(jù)所述第2結束判斷條件停止了所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作的情況下，存儲在所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作中檢測到的使得反射功率最小的振蕩頻率和相位值、以及反射功率的最小值，并根據(jù)與在最初執(zhí)行的頻率掃描部的頻率檢測動作中所固定的相位值不同的值的相位值，固定所述相位可變部的相位值，執(zhí)行所述頻率掃描部的頻率檢測動作，并再次執(zhí)行所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作。在本發(fā)明的第11方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第9方式的所述掃描控制部在根據(jù)所述第3結束判斷條件停止了所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作的情況下，存儲在所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的掃描動作中檢測到的使得反射功率最小的振蕩頻率和相位值、以及反射功率的最小值，并根據(jù)與在最初執(zhí)行的頻率掃描部的頻率檢測動作中固定的相位值不同的值的相位值，固定所述相位可變部的相位值，執(zhí)行所述頻率掃描部的頻率檢測動作，并再次執(zhí)行所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作。在本發(fā)明的第12方式的微波加熱裝置中，也可以構成為所述第1 第3方式的所述掃描控制部將通過所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作檢測并存儲的、使得反射功率成為最小值的頻率和相位值作為加熱條件，開始加熱動作。如上那樣構成的本發(fā)明的微波加熱裝置能夠在短時間內檢測用預先設定的閾值以下的反射功率對被加熱物進行適當加熱的加熱條件即頻率和輸出相位。此外，本發(fā)明的微波加熱裝置通過根據(jù)示出檢測結果的加熱條件的信息分別將振蕩頻率和輸出相位控制為最佳，能夠沒有加熱不均地、以期望的狀態(tài)可靠加熱具有各種形狀、種類和量的不同的被加熱物，并且能夠執(zhí)行大幅減少從加熱室返回的微波功率(反射功率)的效率高的加熱動作。發(fā)明效果本發(fā)明的微波加熱裝置能夠在短時間內檢測針對具有各種形狀、種類和量的不同的被加熱物的加熱條件，始終以期望狀態(tài)進行加熱，并且能夠在加熱動作時將從加熱室返回的微波功率抑制得較低，從而實現(xiàn)效率高的加熱動作。


圖1是示出本發(fā)明的實施方式1的微波加熱裝置的結構的框圖。圖2是示出本發(fā)明的實施方式1的微波加熱裝置中的關于振蕩頻率和相位值的反射功率量的特性圖。圖3是用于確定本發(fā)明的實施方式1的微波加熱裝置中的加熱條件的流程圖。圖4是示出本發(fā)明的實施方式1的微波加熱裝置中的頻率掃描特性的檢測動作的流程圖。圖5是示出本發(fā)明的實施方式1的微波加熱裝置中的相位掃描特性的檢測動作的流程圖。
具體實施例方式下面，作為本發(fā)明的微波加熱裝置的實施方式，參照附圖對微波爐進行說明。另夕卜，本發(fā)明的微波加熱裝置不限于以下實施方式所記載的微波爐的結構，還包含基于與以下實施方式中說明的技術思想同等的技術思想和該技術領域中的技術常識而構成的電磁波加熱裝置。(實施方式1)圖1是示出本發(fā)明的實施方式1的作為微波加熱裝置的微波爐的結構的框圖，示意性示出了將被加熱物9收納在加熱室8內部的狀態(tài)。在圖1中，實施方式1的微波加熱裝置中的微波產(chǎn)生部構成為具有使用半導體元件構成的振蕩部la、lb ；把振蕩部la、lb的輸出一分為二的功率分配部2a、2b ；對功率分配部2a、2b的輸出分別進行放大的使用半導體元件構成的放大部4a、4b、4c、4d(以下略記為放大部4a 4d)；將由放大部4a 4d進行放大后的微波輸出提供到加熱室8內的供電部5a、5b、5c、5d(以下略記為供電部5a 5d)；設置在對功率分配部2a、2b與放大部4a 4d進行連接的微波傳播路徑上，并使輸入輸出產(chǎn)生任意的相位差的相位可變部3a、3b、3c、 3d(以下略記為相位可變部3a 3d)；設置在對放大部4a 4d和供電部5a 5d進行連接的微波傳播路徑上，對從加熱室8經(jīng)由供電部5a 5d返回到各放大部4a 4d的微波功率進行檢測的功率檢測部6a、6b、6c、6d(以下略記為功率檢測部6a 6d)；以及根據(jù)由功率檢測部6a 6d檢測到的反射功率對振蕩部la、lb的振蕩頻率和相位可變部3a 3d 的輸出相位進行控制的控制部7。如后所述，控制部7在功能上具有頻率掃描部7a、相位掃描部7b和掃描控制部 7c。但是，頻率掃描部7a、相位掃描部7b和掃描控制部7c是包含在構成控制部7的運算處理裝置中的結構，能夠由軟件構成。以下，對如上構成的實施方式1的微波加熱裝置中的動作進行說明。首先，被加熱物9收納到加熱室8內，由使用者在微波加熱裝置的操作部(未圖示)中輸入加熱設定信息，從而開始加熱處理。輸入了來自操作部的加熱處理開始信號的控制部7搜索并確定對于該被加熱物9的最佳加熱條件?？刂撇?在確定了加熱條件后， 依照所確定的加熱條件將控制信號輸出到微波產(chǎn)生部，從而微波產(chǎn)生部開始加熱動作。此時，控制部7對驅動電源(未圖示)進行驅動，向振蕩部la、lb和各放大部4a 4d等提供期望的功率。此時，從驅動電源提供將振蕩部la、Ib的振蕩頻率設定為例如2450MHz的電壓信號，振蕩部la、lb開始振蕩。當振蕩部la、lb振蕩時，振蕩部la、lb的輸出在功率分配部 2a、2b分別被分配為大致1/2，向4個微波傳播路徑提供微波功率。在功率分配部2a、2b以后的4個微波傳播路徑中，將從驅動電源提供的經(jīng)控制的功率輸入到各放大部4a 4d，各放大部4a 4d進行動作。在4個微波傳播路徑上，分別設置有放大部4a 4d、功率檢測部6a 6d、以及供電部5a 5d，各個微波傳播路徑上的放大部4a 4d、功率檢測部6a 6d、以及供電部5a 5d并行動作。經(jīng)過各微波傳播路徑上的放大部4a 4d、功率檢測部6a 6d以及供電部5a 5d，各微波功率被提供到加熱室8內。提供到加熱室8內的微波功率中的、沒有由被加熱物9等吸收的微波功率經(jīng)由供電部5a 5d作為反射功率返回到微波傳播路徑。在功率檢測部6a 6d中檢測分別返回到各供電部5a 5d的反射功率。功率檢測部6a 6d將與檢測到的反射功率量成比例的信號送出到控制部7。因此，控制部7能夠識別由各供電部5a 5d接收到的各個反射功率量。控制部7在轉入利用微波加熱的正式加熱動作前的階段中，檢測各供電部5a 5d 的反射功率相對于振蕩頻率和輸出相位的變動特性，選擇使得反射功率最小的頻率和相位值，從而確定加熱條件。例如一邊進行使振蕩部la、Ib的振蕩頻率在2400MHz到達2500MHz的范圍內例如按照每IMHz間距變化的頻率掃描動作，一邊執(zhí)行功率檢測部6a 6d檢測供電部5a 5d接收到的反射功率的反射功率檢測動作，由此能夠得到反射功率相對于頻率的變動特性 (頻率掃描特性)(頻率檢測動作)。
例如一邊進行使由相位可變部3a 3d產(chǎn)生的輸出相位的差從0度到360度的范圍內例如按照每10度間距變化的相位掃描動作，一邊執(zhí)行反射功率檢測動作，由此能夠得到反射功率相對于相位值的變動特性(相位掃描特性)(相位檢測動作)。在實施方式1的微波加熱裝置中，為了在開始加熱動作前檢測最適于對被加熱物 9進行加熱的頻率和相位值，從而確定加熱條件，控制部7如下動作。在控制部7中，頻率掃描部7a進行將相位可變部3a 3d的輸出相位固定為特定的相位值，并改變振蕩部la、lb的振蕩頻率的頻率掃描動作。此外，頻率掃描部7a在頻率掃描動作的同時，進行取得由功率檢測部6a 6d檢測到的反射功率的信息的頻率檢測動作，從而檢測頻率掃描特性?？刂撇?的相位掃描部7b進行將振蕩部la、lb的振蕩頻率固定為特定頻率，并改變相位可變部3a 3d的輸出相位的相位掃描動作。此外，相位掃描部7b在相位掃描動作的同時，進行取得由功率檢測部6a 6d檢測到的反射功率的信息的相位檢測動作，從而檢測相位掃描特性?？刂撇?的掃描控制部7c控制成交替重復頻率掃描部7a的頻率檢測動作和相位掃描部7b的相位檢測動作，并根據(jù)檢測到的頻率掃描特性和相位掃描特性確定對該被加熱物進行加熱的最佳頻率和相位值(加熱條件確定動作)。另外，關于控制部7中的加熱條件確定動作的詳細情況將在后文進行說明。圖2是示出實施方式1的微波加熱裝置中的相對于頻率和相位差的反射功率量的特性圖。按照前述的每個相位值(例如每10度間距)設定多個供電之間的相位差，一邊進行頻率掃描動作一邊執(zhí)行反射功率檢測動作，由此完成圖2所示的特性圖。本來的話，如上所述那樣按照每個相位值進行頻率掃描動作并且執(zhí)行反射功率檢測動作，完成反射功率量的特性圖。在為了進行這種動作來得到所有的數(shù)據(jù)而如上所述那樣按照每10度間距檢測相位值的情況下，需要進行36次頻率掃描動作，并按照所設定的每個振蕩頻率進行反射功率的檢測動作。此外，需要按照多個供電的每個組合得到用于進行最佳的加熱動作的加熱條件，單獨進行多個振蕩部la、lb各自的振蕩頻率控制、和多個相位可變部3a與3b以及3c與3d的組合中的各個輸出相位控制，從而需要更多的檢測動作。但是，在本發(fā)明中，如后詳細說明那樣，通過執(zhí)行組合進行基于頻率掃描動作的反射功率檢測動作(頻率檢測動作)、和基于相位掃描動作的反射功率檢測動作(相位檢測動作)的加熱條件確定動作，能夠在更短的時間內確定使得反射功率最小的頻率和相位值。[加熱條件確定動作]以下，對在本發(fā)明的實施方式1的微波加熱裝置中確定用于得到最佳的加熱動作的加熱條件的加熱條件確定動作進行說明。在本發(fā)明的實施方式1中，所謂加熱條件確定動作是如下動作為了得到最佳的加熱動作，檢測使得反射功率P(n)為預定閾值以下的最佳振蕩頻率fopt和最佳相位值Φορ ，并將檢測到的最佳振蕩頻率fopt和最佳相位值 Φ opt確定為最佳的加熱條件。圖3是示出本發(fā)明的實施方式1的微波加熱裝置中的加熱條件確定動作的流程圖。在加熱條件確定動作中，執(zhí)行交替重復進行頻率掃描特性的檢測動作(步驟103) 和相位掃描特性的檢測動作(步驟109)的重復掃描動作，求出使得反射功率P(Ii)為預定
9閾值以下的最佳振蕩頻率fopt和最佳相位值Φορ ，由此確定加熱條件。此處，“η”是整數(shù)， 在加熱條件確定動作中，是每當進行頻率掃描特性的檢測動作和相位掃描特性的檢測動作的重復掃描動作時增加的變量。首先，對加熱條件確定動作中的頻率掃描特性的檢測動作(圖3的步驟103)和相位掃描特性的檢測動作(圖3的步驟109)進行說明。[頻率掃描特性的檢測動作]圖4是示出頻率掃描特性的檢測動作的流程圖。首先，將相位可變部3a 3d的各組合(例如3a與3b以及3c與3d)之間的輸出相位差固定為設定值(Φ (n) temp)(步驟 201)，將振蕩頻率f (η)設定為初始值fO、例如2400MHz (步驟202)。另外，在最初的檢測動作中，將相位可變部3a 3d的各組合之間的輸出相位差的設定值(Φ (l)temp)固定為預先確定的值、例如0度。在下次之后的檢測動作中，由于存儲有通過在其之前進行的相位掃描特性的檢測動作而得到的使得反射功率P (η)最小的相位值Φ (η) temp，因此將相位可變部3a 3d的各組合之間的輸出相位差固定為該所存儲的相位值Φ (η) temp。接著，將振蕩頻率f (η)設定為初始值fO (例如2400MHz)來使振蕩部la、lb振蕩 (步驟203)。在振蕩頻率f (η)為初始值fO時，通過各功率檢測部6a 6d檢測從供電部 5a 5d側返回的反射功率P (η)(步驟204)。對檢測到的反射功率Ρ(η)和所存儲的反射功率的最小值P(n)min進行比較(步驟205)。但是，在最初的檢測動作中沒有存儲反射功率的最小值P(n)min，因此與此時的振蕩頻率f(n) —起存儲檢測到的反射功率P (η)(步驟208)。接著，將此時的振蕩頻率f (η)與上限值、例如2500MHz進行比較(步驟206)。在振蕩頻率f (η)沒有達到上限值的情況下，使振蕩頻率f (η)增加預定幅度Af (步驟207)， 并重復步驟203以后的步驟。在步驟205中，對檢測到的反射功率Ρ(η)和所存儲的最小值P(n)min進行比較時，如果此時檢測到的反射功率P (η)小于所存儲的最小值P (n)min,則存儲檢測到的反射功率P(n)作為新的最小值P(n)min，并將此時的振蕩頻率f(n)存儲為臨時的最佳振蕩頻率 f (n) temp (步驟 208)。執(zhí)行上述頻率掃描特性的檢測動作，直到所掃描的振蕩頻率達到上限值、例如 2500MHz為止。在頻率掃描的檢測動作中振蕩頻率達到了上限值的情況下，將此時存儲的反射功率的最小值P(n)min和臨時的最佳振蕩頻率f (n) temp作為此次頻率掃描特性的檢測動作中的檢測結果，結束此次頻率掃描特性的檢測動作(圖3的步驟103)。[相位掃描特性的檢測動作]接著，對加熱條件確定動作中的相位掃描特性的檢測動作(圖3的步驟109)進行說明。圖5是示出相位掃描特性的檢測動作的流程圖。首先，將振蕩部la、lb的振蕩頻率固定為設定值(f (n) temp)(步驟301)，并將相位值Φ (η)設定為初始值Φ0、例如0度(步驟302)。此時固定的振蕩部la、lb的振蕩頻率為將在之前的頻率掃描特性的檢測動作中得到的反射功率設為最小值P(n)min的臨時的最佳振蕩頻率f (η) temp。接著，在將相位可變部3a 3d的各組合(例如3a與3b以及3c與3d)之間的輸出相位差設定為初始值Φ0的狀態(tài)下，使振蕩部la、lb振蕩(步驟303)。此時由功率檢測部6a 6d檢測從供電部5a 5d側返回的反射功率P (η)(步驟304)。對檢測到的反射功率Ρ(η)和所存儲的反射功率的最小值P(n)min進行比較(步驟305)。此時進行比較的反射功率的最小值P(n)min是在之前的頻率掃描特性的檢測動作中存儲的反射功率的最小值P (n)min.在檢測到的反射功率Ρ(η)小于此時所存儲的反射功率的最小值P(n)min的情況下，將檢測到的反射功率P(n)存儲為反射功率的最小值P(n)min，并將此時的相位值Φ (η) 存儲為臨時的最佳相位值Φ (η) temp (步驟308)。執(zhí)行上述相位掃描特性的檢測動作，直到所掃描的相位值達到上限值、例如360 度為止。在步驟306中，在所掃描的相位值沒有達到上限值的情況下，使相位值Φ (η)增加預定幅度Δ Φ (步驟307)，并重復步驟303以后的步驟。即，將相位可變部3a 3d的各組合之間的輸出相位差設定為增加了預定幅度Δ Φ的相位值Φ (η)，使振蕩部la、lb振蕩，并重復步驟303到步驟306的動作。在步驟306中，在所掃描的相位值達到了上限值的情況下，將此時存儲的反射功率的最小值P(n)min和臨時的最佳相位值Φ (η) temp作為此次相位掃描特性的檢測動作中的檢測結果，結束此次相位掃描特性的檢測動作(圖3的步驟109)。如上所述，在實施方式1的微波加熱裝置中，執(zhí)行交替重復加熱條件確定動作中的頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)和相位掃描特性的檢測動作(步驟109)的重復掃描動作。接著，返回圖3所示的確定加熱條件的加熱條件確定動作的流程圖，針對加熱條件確定動作進行說明。首先，將相位可變部3a 3d的輸出相位差的設定值(Φ (l)temp)設定為0度(步驟101)。并且，將加熱條件確定動作中的重復掃描動作的重復次數(shù)η設為1 (η = 1)。在步驟102中，進行如下選擇如果重復次數(shù)η為奇數(shù)，則轉入頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)，如果重復次數(shù)η為偶數(shù)，則轉入相位掃描特性的檢測動作(步驟109)。 最初的檢測動作是頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)。如前所述，在頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)中，將輸出相位固定為設定值 (Φ (n) temp)進行該動作，在相位掃描特性的檢測動作(步驟109)中，將振蕩頻率固定為設定值(f (n) temp)進行該動作。頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)中的輸出相位的設定值(Φ(η)^πιρ)使用將在之前的相位掃描特性的檢測動作(步驟109)中作為結果得到的反射功率設為最小值P(n)min的加熱條件。此外，相位掃描特性的檢測動作(步驟109) 中的振蕩頻率的設定值(f(n)temp)使用將在之前的頻率掃描特性的檢測動作(步驟103) 中作為結果得到的反射功率設為最小值P(n)min的加熱條件。但是，在最初的頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)中，不存在之前的輸出相位的設定值，因此將輸出相位的設定值(O(l)temp)設定為預先確定的值、例如0度(步驟 101)，進行頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)。如上所述，在頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)中將反射功率設為最小值P(η) min的臨時的最佳振蕩頻率f (η) temp，在該頻率掃描特性的檢測動作結束后的下一個相位掃描特性的檢測動作(步驟109)中被用作振蕩頻率的設定值(步驟104)。并且，在相位掃描特性的檢測動作(步驟109)中將反射功率設為最小值P(n)min的臨時的最佳相位值Φ (η) temp，在該相位掃描特性的檢測動作結束后的下一個頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)中被用作相位值的設定值(步驟110)。在實施方式1的微波加熱裝置中，重復執(zhí)行頻率掃描特性的檢測動作和相位掃描特性的檢測動作的加熱條件確定動作的結束，根據(jù)各個檢測動作中的檢測結果即反射功率的最小值P(n)min，臨時的最佳振蕩頻率f (η) temp和臨時的最佳相位值Φ (η) temp進行判斷。第1結束判斷條件是重復執(zhí)行頻率掃描特性的檢測動作和相位掃描特性的檢測動作而得到的檢測結果的反射功率的最小值P(n)min低于閾值(Pth)時(步驟105)。第2結束判斷條件是重復執(zhí)行頻率掃描特性的檢測動作和相位掃描特性的檢測動作而得到的臨時的最佳振蕩頻率(f(n)temp)和臨時的最佳相位值(。(n)temp)與上次的變化量低于閾值(fth和Φ )時(步驟106)。S卩，作為上次的檢測動作中的檢測結果的臨時最佳振蕩頻率(f(n-l)temp)與作為此次的檢測動作中的檢測結果的臨時最佳振蕩頻率(f(n)temp)的變化量低于閾值(fth)，并且作為上次的檢測動作中的檢測結果的臨時最佳相位值(Φ(η-1) _ρ)與作為此次的檢測動作中的檢測結果的臨時最佳相位值(Φ(η) temp)的變化量低于閾值(Φ )時成為第2結束判斷條件。第3結束判斷條件是在頻率掃描特性的檢測動作和相位掃描特性的檢測動作中重復進行掃描動作的重復次數(shù)η達到了閾值nth時(步驟107)。在上述第1結束判斷條件、第2結束判斷條件和第3結束判斷條件的所有結束判斷條件都沒有被滿足的情況下，增加重復次數(shù)n，增加1 (步驟108)，轉入下一頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)或相位掃描特性的檢測動作(步驟109)。在滿足了第1結束判斷條件的情況下，結束重復頻率掃描特性的檢測動作和相位掃描特性的檢測動作的加熱條件確定動作。因此，在加熱條件確定動作根據(jù)第1結束判斷條件結束時，將此時存儲的臨時的最佳振蕩頻率(f(n)temp)和臨時的最佳相位值(Φ (η) temp)作為最佳振蕩頻率(f(n)opt)和最佳相位值(Φ (n)opt)，確定加熱條件，并依照該加熱條件開始加熱動作。在第2結束判斷條件和第3結束判斷條件下判斷為重復掃描動作的結束的情況下，此時的反射功率的最小值P(n)min為超過了閾值Pth的狀態(tài)。因此，為了進一步搜索良好的加熱條件，在存儲了至今為止的重復掃描的檢測結果后，將重復掃描動作的重復次數(shù)η 重置為1，并且將對在上次的加熱條件確定動作中的最初頻率掃描特性的檢測動作中用作固定值的相位值(Φ⑴temp (例如0度))加上了預定值α (例如30度)而得到的新的相位值用作在下次的加熱條件確定動作中的最初頻率掃描特性的檢測動作中固定的相位值 Φ (1) temp (步驟112)。這樣在重置為新的設定值(η = 1)的狀態(tài)下，再次執(zhí)行前述的加熱條件確定動作中的頻率掃描特性的檢測動作(步驟103)和相位掃描特性的檢測動作(步驟109)的重復掃描動作。另外，在重復掃描動作的再次執(zhí)行中設定限度(例如兩次)(步驟111)，在重復掃描動作的再次執(zhí)行達到了限度次數(shù)時，結束該加熱條件確定動作。因此，在重復掃描動作達到了重復限度的情況下，即使反射功率的最小值P (n)min不低于閾值(Pth)，也把在重復掃描動作的再次執(zhí)行中將反射功率設為最小的檢測結果作為最佳的加熱條件來結束加熱條件確定動作。
接著，根據(jù)具體例示，對在實施方式1的微波加熱裝置中，重復執(zhí)行頻率掃描特性的檢測動作和相位掃描特性的檢測動作的加熱條件確定動作進行說明。即，以圖2的特性圖所示的將被加熱物9收納在加熱室8內的狀態(tài)下的反射功率量相對于振蕩頻率和相位值的特性的情況為例，對加熱條件確定動作進行說明。圖2的橫軸是示出相位可變部3a 3d的輸出相位的相位差的相位軸，示出了 0 度到360度的范圍。相位差表示輸出相位值的差，例如是在相位可變部3a和3b中設定的輸出相位值之間的差。圖2的縱軸是示出振蕩部la、lb的振蕩頻率的頻率軸，示出了從 2400kHz (2. 4GHz)到2500kHz (2. 5GHz)的區(qū)域。圖2所示的曲線圖是反射功率量的等高線曲線圖。在重復執(zhí)行頻率掃描特性的檢測動作和相位掃描特性的檢測動作的重復掃描動作中，進行頻率掃描特性的檢測動作時，將在其之前的相位掃描特性的檢測動作中檢測的臨時的最佳相位值(Φ (n) temp)設為相位可變部3a 3d的各組合之間的輸出相位差的固定值來進行頻率掃描特性的檢測動作。即，頻率掃描特性的檢測動作是如下動作在固定為作為圖2的橫軸的相位軸上的特定相位值(Φ (n) temp)的狀態(tài)下，在作為縱軸的頻率軸方向上進行變更振蕩頻率的掃描動作。例如，在圖2所示的等高線曲線圖中，相位值(Φ(η) temp)是150度的情況下，是在相位軸上的150度處進行在頻率軸方向(圖2中的箭頭A方向)上移動的掃描動作時的檢測結果。在此時的檢測結果中，反射功率的最小值P(n)min 在振蕩頻率為2. 45GHz附近，處于用-15 -12. 5dB示出的區(qū)域。根據(jù)該檢測結果，在接著進行的相位掃描特性的檢測動作中，以將臨時的最佳振蕩頻率f(n+l) temp固定為2. 45GHz 作為條件，進行使相位值變化的掃描動作。由此，在相位掃描特性的檢測動作中，將臨時的最佳振蕩頻率f (n+l)temp用作振蕩部la、lb的振蕩頻率的固定值，進行相位掃描特性的檢測動作。即，在相位掃描特性的檢測動作中，檢測示出此時所選擇的臨時的最佳振蕩頻率f(n+l)temp處的相位軸方向的最小反射功率量的相位值。例如，在相位掃描特性的檢測動作中，根據(jù)之前的檢測結果將臨時的最佳振蕩頻率f (n+l)temp = 2. 45GHz作為固定值，在頻率軸上的2. 45GHz處進行在相位軸方向(圖2 中的箭頭B方向)上移動的掃描動作。在此時的檢測結果中，反射功率的最小值P(n+l)min 在相位值為180度附近，處于用-20 -17. 5dB示出的區(qū)域。根據(jù)該檢測結果，在接著進行的頻率掃描特性的檢測動作中，以將臨時的最佳相位值Φ (n+2)temp固定為180度作為條件，進行使振蕩頻率變化的掃描動作。如上所述，在實施方式1的微波加熱裝置中的加熱條件確定動作中，通過固定相位值并改變振蕩頻率來檢測示出最小值的反射功率量的頻率，并通過根據(jù)該檢測結果固定振蕩頻率改變相位值來檢測示出最小值的反射功率量的相位值。并且通過根據(jù)之前的檢測結果固定相位值并改變振蕩頻率來檢測示出最小值的反射功率量的頻率。由此，在加熱條件確定動作中，根據(jù)之前的掃描動作進行重復掃描動作，由此能夠在短時間內檢測使得反射功率量最小的最佳的加熱條件。如上所述，在本發(fā)明的實施方式1的微波加熱裝置中，能夠根據(jù)在短時間內掌握的信息，得到使得反射功率最小的頻率和相位值。其結果，在短時間內確定最佳的加熱條件，并根據(jù)所確定的最佳加熱條件控制所提供的微波功率的振蕩頻率和輸出相位，由此能夠以期望的狀態(tài)可靠加熱具有各種形狀、種類和量的不同的被加熱物9，與此同時，能夠將從加熱室8返回的微波功率抑制得較低，從而執(zhí)行效率高的加熱動作。另外，在實施方式1的微波加熱裝置中，以將相位可變部3a 3d分別設置在4個微波傳播路徑上的例子進行了說明，但是也可以設為僅設置在通過功率分配部2a、2b進行分配后的任意一方的微波傳播路徑上來進行相位控制的結構。此外，在實施方式1的微波加熱裝置中，以形成為4個微波傳播路徑的例子進行了說明，但是作為本發(fā)明中的微波傳播路徑，不對數(shù)量進行限定，在與將多個供電部設置在加熱室內的結構對應而設置了多個微波傳播路徑的結構中也能夠進行處理。另外，在本發(fā)明的微波加熱裝置中，也可以不使用功率分配部，而設置與供電部數(shù)量對應的振蕩部來構成。如上所述，本發(fā)明的微波加熱裝置具有多個供電部，并調整所提供的微波功率的振蕩頻率和供電部之間的相位差，由此能夠始終以期望的狀態(tài)可靠加熱具有各種形狀、種類和量的不同的被加熱物，與此同時，能夠將從加熱室返回的微波功率抑制得較低，從而進行效率高的加熱動作。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的微波加熱裝置可應用于以微波爐為代表的利用介質加熱的加熱裝置、含水分垃圾處理機或者作為半導體制造裝置的等離子電源的微波電源等使用感應加熱的各種加熱設備。標號說明la、lb:振蕩部2a、2b 功率分配部3a、3b、3c、3d 相位可變部4a、4b、4c、4d 放大部5a、5b、5c、5d 供電部6a、6b、6c、6d 功率檢測部7:控制部8:加熱室9:被加熱物
權利要求
1.一種微波加熱裝置，其具有 收納被加熱物的加熱室；具有半導體元件而構成的振蕩部；功率分配部，其將所述振蕩部的輸出分配為多個；相位可變部，其能夠改變所述功率分配部的輸出相位；多個放大部，其對所述相位可變部或所述功率分配部的輸出進行功率放大；多個供電部，其將所述放大部的輸出供給到所述加熱室；多個功率檢測部，其對從所述加熱室經(jīng)由所述供電部傳播到所述放大部的反射功率進行檢測；以及控制部，其對所述振蕩部的振蕩頻率和所述相位可變部的輸出相位進行控制， 所述控制部具有頻率掃描部，其進行固定所述相位可變部的輸出相位，改變所述振蕩部的振蕩頻率，并且取得由所述功率檢測部檢測到的反射功率的頻率檢測動作，檢測頻率掃描特性；相位掃描部，其進行固定所述振蕩部的振蕩頻率，改變所述相位可變部的相位值，并且取得由所述功率檢測部檢測到的反射功率的相位檢測動作，檢測相位掃描特性；以及掃描控制部，其控制為交替重復所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作，并根據(jù)檢測到的所述頻率掃描特性和所述相位掃描特性確定對所述被加熱物進行加熱的振蕩頻率和相位值。
2.根據(jù)權利要求1所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為，在開始所述被加熱物的加熱前，根據(jù)由所述頻率掃描部的頻率檢測動作檢測到的頻率掃描特性、和由所述相位掃描部的相位檢測動作檢測到的相位掃描特性，確定對所述被加熱物進行加熱的振蕩頻率和相位值。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為，最初進行所述頻率掃描部的頻率檢測動作，檢測使得反射功率最小的振蕩頻率，接著根據(jù)檢測到的振蕩頻率固定所述振蕩部的振蕩頻率，進行所述相位掃描部的相位檢測動作，檢測使得反射功率最小的輸出相位，然后交替重復以檢測到的相位值固定所述相位可變部的輸出相位而進行的所述頻率掃描部的頻率檢測動作、和以檢測到的振蕩頻率固定所述振蕩部的振蕩頻率而進行的所述相位掃描部的相位檢測動作。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為在所述頻率掃描部執(zhí)行頻率檢測動作后，至少存儲在緊前的所述頻率掃描部的頻率檢測動作中所述相位可變部的相位值所固定在的相位值、反射功率表現(xiàn)得最小的振蕩頻率和反射功率的最小值。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為在所述相位掃描部執(zhí)行相位檢測動作后，至少存儲在之前的所述相位掃描部的相位檢測動作中所述振蕩部的振蕩頻率所固定在的振蕩頻率、反射功率表現(xiàn)得最小的相位值和反射功率的最小值。
6.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為交替重復所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作，直到滿足預先設定的結束判斷條件為止。
7.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為以所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作中檢測到的反射功率的最小值小于預先設定的閾值作為第1結束判斷條件，在滿足該第1結束判斷條件時停止所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作。
8.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為，以在所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作中，檢測到的振蕩頻率或相位值相對于在緊前的頻率檢測動作或相位檢測動作中檢測到的振蕩頻率或相位值的變化量小于預先設定的閾值作為第2結束判斷條件，在滿足該第2結束判斷條件時停止所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作。
9.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為以所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復次數(shù)達到預先設定的次數(shù)作為第3結束判斷條件，在滿足該第3結束判斷條件時停止所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作。
10.根據(jù)權利要求8所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為在根據(jù)所述第2結束判斷條件停止了所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作的情況下，存儲在所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作中檢測到的使得反射功率最小的振蕩頻率和相位值、以及反射功率的最小值，并根據(jù)與在最初執(zhí)行的頻率掃描部的頻率檢測動作中固定的相位值不同的值的相位值，固定所述相位可變部的相位值，執(zhí)行所述頻率掃描部的頻率檢測動作，并再次執(zhí)行所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作。
11.根據(jù)權利要求9所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為在根據(jù)所述第3結束判斷條件停止了所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作的情況下，存儲在所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的掃描動作中檢測到的使得反射功率最小的振蕩頻率和相位值、以及反射功率的最小值，并根據(jù)與在最初執(zhí)行的頻率掃描部的頻率檢測動作中固定的相位值不同的值的相位值，固定所述相位可變部的相位值，執(zhí)行所述頻率掃描部的頻率檢測動作，并再次執(zhí)行所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作。
12.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的微波加熱裝置，其中，所述掃描控制部構成為將通過所述頻率掃描部的頻率檢測動作和所述相位掃描部的相位檢測動作的重復動作檢測并存儲的、使得反射功率成為最小值的頻率和相位值作為加熱條件，開始加熱動作。
全文摘要
在微波加熱裝置中，控制部(7)構成為，交替重復進行如下的動作，確定對被加熱物進行加熱的振蕩頻率和相位值固定相位可變部的相位值，改變振蕩部的振蕩頻率，并且由功率檢測部檢測反射功率，由此檢測關于振蕩頻率的反射功率特性的掃描動作；和固定振蕩部的振蕩頻率，改變相位可變部的相位值，并且由功率檢測部檢測反射功率，由此檢測關于相位值的反射功率特性的掃描動作。
文檔編號H05B6/68GK102484908SQ20108003921
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權日2009年9月3日
發(fā)明者三原誠, 信江等隆, 大森義治, 安井健治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社