专利名称：微波加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有使用半导体元件构成的微波产生单元的微波加热装置。
背景技术：
作为具有使用半导体元件构成的微波产生单元的以往的微波加热装置，提出了具有以下部件的微波加热装置由半导体元件构成的振荡部、对振荡部的输出进行放大的多个放大部、用于配置被加热物并进行加热的加热室、向加热室提供微波的供电部和检测供电部的阻抗的阻抗检测部(例如，参照专利文献1)。专利文献1所公开的微波加热装置的目的在于，根据阻抗检测部的检测结果控制振荡部的振荡频率，从而在加热室内进行没有加热不勻的稳定的烹调。此外，在专利文献2中公开了具有以下部件的微波加热装置振荡频率可变的微波加热电源、将微波功率放射到加热室的天线和对来自天线的反射功率进行检波的检波器。在该以往的微波加热装置中，构成为追踪反射功率最小的微波加热电源的频率，以检测到的频率附近的频率对微波加热电源进行驱动，从而以较高的功率效率对微波加热电源进行驱动。并且，在专利文献3中，公开了如下的微波加热装置，其具有由半导体元件构成的振荡部、将振荡部的输出分割为多个的分配部、分别对所分配的各个振荡部的输出进行放大的多个放大部、和对放大部的输出进行合成的合成部，并在分配部与放大部之间设置了相位器。在该专利文献3所公开的微波加热装置中，具有用相位器的相位控制改变两个输出的功率比率的结构、和将两个输出之间的相位控制为同相或反相的结构。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开昭59-165399号公报专利文献2 日本特公昭62-048354号公报专利文献3 日本特开昭56-132793号公报
发明内容
发明所要解决的课题但是，在上述以往的微波加热装置的供电方式中，如以下所说明那样，具有难以始终以期望的状态对收纳在加热室内的具有各种形状、种类和量的不同的被加热物进行加热处理的问题。在以往的微波加热装置中，能够依照加热室的阻抗和反射功率的检测结果，使振荡频率优化来控制加热状态，并且能够以较高的功率效率进行加热动作。但是，对加热室内的被加热物而言，来自一处的微波功率供电不足以分别适当处理具有各种形状、种类和量的不同的被加热物。此外，在使用半导体元件构成振荡部的微波加热装置中，为了形成与市场出售的在振荡部中使用磁控管的现有的微波炉相同的微波输出，设置多个使用了半导体元件的末级放大部，并从多个末级放大部对设置在加热室中的多个供电部分别传播微波的结构是最价廉、且性能稳定的结构。在将前述的现有的微波加热装置的结构应用到多处的供电部的情况下，仅检测加热室的阻抗不能掌握供电部之间的透射功率的影响，因此检测误差变大。此外，在使多处供电部以相同的振荡频率进行动作、并追踪振荡频率的控制中，与从一处进行供电的情况相比没有较大差别，不足以处理具有各种形状、种类和量的不同的被加热物。并且，在将以往的微波加热装置的结构应用到多处的供电部的情况下，在所有的组合条件下进行加热室的反射功率的检测，因此存在对于多处的供电部的振荡频率的控制和相位差的控制需要较多时间的问题。其结果，存在从使用者进行设定到开始起动实际的加热动作为止花费过多时间的问题。本发明的目的在于解决前述的以往的微波加热装置中的课题，提供一种微波加热装置，其能够在短时间内检测用于以期望状态对具有各种形状、种类和量的不同的被加热物进行加热的加热条件，在该加热条件下进行加热，并且能够大幅度减少在加热动作中从加热室返回的微波功率(反射功率)，从而对被加热物高效进行加热。用于解决课题的手段本发明的第1方式的微波加热装置具有收纳被加热物的加热室；具有半导体元件而构成的振荡部；功率分配部，其将所述振荡部的输出分配为多个；相位可变部，其能够改变所述功率分配部的输出相位；多个放大部，其对所述相位可变部或所述功率分配部的输出进行功率放大；多个供电部，其将所述放大部的输出提供给所述加热室；多个功率检测部，其对从所述加热室经由所述供电部传播到所述放大部的反射功率进行检测；以及控制部，其对所述振荡部的振荡频率和所述相位可变部的输出相位进行控制，所述控制部具有频率扫描部，其进行固定所述相位可变部的输出相位，改变所述振荡部的振荡频率，并且取得由所述功率检测部检测到的反射功率的频率检测动作，检测频率扫描特性；相位扫描部，其进行固定所述振荡部的振荡频率，改变所述相位可变部的相位值，并且取得由所述功率检测部检测到的反射功率的相位检测动作，检测相位扫描特性；以及扫描控制部，其控制成交替重复所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作，并根据检测到的所述频率扫描特性和所述相位扫描特性确定对所述被加热物进行加热的振荡频率和相位值。在如上那样构成的第1方式的微波加热装置中，能够在短时间内检测使得反射功率最小的加热条件即振荡频率和相位值，能够在短时间内起动对于具有各种形状、种类和量的不同的被加热物而言的最佳加热动作。在本发明的第2方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第1方式的所述扫描控制部在开始所述被加热物的加热前，根据由所述频率扫描部的频率检测动作检测到的频率扫描特性、和由所述相位扫描部的相位检测动作检测到的相位扫描特性，确定对所述被加热物进行加热的振荡频率和相位值。在本发明的第3方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第1或第2方式的所述扫描控制部最初进行所述频率扫描部中的频率检测动作，检测使得反射功率最小的振荡频率，接着根据检测到的振荡频率固定所述振荡部的振荡频率，进行所述相位扫描部的相位检测动作，检测使得反射功率最小的输出相位，然后交替重复以检测到的相位值固定所述相位可变部的输出相位而进行的所述频率扫描部的频率检测动作、和以检测到的振荡频率固定所述振荡部的振荡频率而进行的所述相位扫描部的相位检测动作。在本发明的第4方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第1或第2方式的所述扫描控制部在所述频率扫描部执行频率检测动作后，至少存储在紧前的所述频率扫描部的频率检测动作中所述相位可变部的相位值所固定在的相位值、反射功率表现为最小的振荡频率和反射功率的最小值。在本发明的第5方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第1或第2方式的所述扫描控制部在所述相位扫描部执行相位检测动作后，至少存储在紧前的所述相位扫描部的相位检测动作中所述振荡部的振荡频率所固定在的振荡频率、反射功率表现为最小的相位值和反射功率的最小值。在本发明的第6方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第1 第3方式的所述扫描控制部交替重复所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作，直到满足预先设定的结束判断条件为止。在本发明的第7方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第1 第3方式的所述扫描控制部以所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作中检测到的反射功率的最小值小于预先设定的阈值作为第1结束判断条件，在满足该第1结束判断条件时停止所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作。在本发明的第8方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第1 第3方式的所述扫描控制部以在所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作中，检测到的振荡频率或相位值相对于在紧前的频率检测动作或相位检测动作中检测到的振荡频率或相位值的变化量小于预先设定的阈值作为第2结束判断条件，在满足该第2结束判断条件时停止所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作。在本发明的第9方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第1 第3方式的所述扫描控制部以所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复次数达到预先设定的次数作为第3结束判断条件，在满足该第3结束判断条件时停止所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作。在本发明的第10方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第8方式的所述扫描控制部在根据所述第2结束判断条件停止了所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作的情况下，存储在所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作中检测到的使得反射功率最小的振荡频率和相位值、以及反射功率的最小值，并根据与在最初执行的频率扫描部的频率检测动作中所固定的相位值不同的值的相位值，固定所述相位可变部的相位值，执行所述频率扫描部的频率检测动作，并再次执行所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作。在本发明的第11方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第9方式的所述扫描控制部在根据所述第3结束判断条件停止了所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作的情况下，存储在所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的扫描动作中检测到的使得反射功率最小的振荡频率和相位值、以及反射功率的最小值，并根据与在最初执行的频率扫描部的频率检测动作中固定的相位值不同的值的相位值，固定所述相位可变部的相位值，执行所述频率扫描部的频率检测动作，并再次执行所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作。在本发明的第12方式的微波加热装置中，也可以构成为所述第1 第3方式的所述扫描控制部将通过所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作检测并存储的、使得反射功率成为最小值的频率和相位值作为加热条件，开始加热动作。如上那样构成的本发明的微波加热装置能够在短时间内检测用预先设定的阈值以下的反射功率对被加热物进行适当加热的加热条件即频率和输出相位。此外，本发明的微波加热装置通过根据示出检测结果的加热条件的信息分别将振荡频率和输出相位控制为最佳，能够没有加热不均地、以期望的状态可靠加热具有各种形状、种类和量的不同的被加热物，并且能够执行大幅减少从加热室返回的微波功率(反射功率)的效率高的加热动作。发明效果本发明的微波加热装置能够在短时间内检测针对具有各种形状、种类和量的不同的被加热物的加热条件，始终以期望状态进行加热，并且能够在加热动作时将从加热室返回的微波功率抑制得较低，从而实现效率高的加热动作。
图1是示出本发明的实施方式1的微波加热装置的结构的框图。图2是示出本发明的实施方式1的微波加热装置中的关于振荡频率和相位值的反射功率量的特性图。图3是用于确定本发明的实施方式1的微波加热装置中的加热条件的流程图。图4是示出本发明的实施方式1的微波加热装置中的频率扫描特性的检测动作的流程图。图5是示出本发明的实施方式1的微波加热装置中的相位扫描特性的检测动作的流程图。
具体实施例方式下面，作为本发明的微波加热装置的实施方式，参照附图对微波炉进行说明。另夕卜，本发明的微波加热装置不限于以下实施方式所记载的微波炉的结构，还包含基于与以下实施方式中说明的技术思想同等的技术思想和该技术领域中的技术常识而构成的电磁波加热装置。(实施方式1)图1是示出本发明的实施方式1的作为微波加热装置的微波炉的结构的框图，示意性示出了将被加热物9收纳在加热室8内部的状态。在图1中，实施方式1的微波加热装置中的微波产生部构成为具有使用半导体元件构成的振荡部la、lb ；把振荡部la、lb的输出一分为二的功率分配部2a、2b ；对功率分配部2a、2b的输出分别进行放大的使用半导体元件构成的放大部4a、4b、4c、4d(以下略记为放大部4a 4d)；将由放大部4a 4d进行放大后的微波输出提供到加热室8内的供电部5a、5b、5c、5d(以下略记为供电部5a 5d)；设置在对功率分配部2a、2b与放大部4a 4d进行连接的微波传播路径上，并使输入输出产生任意的相位差的相位可变部3a、3b、3c、 3d(以下略记为相位可变部3a 3d)；设置在对放大部4a 4d和供电部5a 5d进行连接的微波传播路径上，对从加热室8经由供电部5a 5d返回到各放大部4a 4d的微波功率进行检测的功率检测部6a、6b、6c、6d(以下略记为功率检测部6a 6d)；以及根据由功率检测部6a 6d检测到的反射功率对振荡部la、lb的振荡频率和相位可变部3a 3d 的输出相位进行控制的控制部7。如后所述，控制部7在功能上具有频率扫描部7a、相位扫描部7b和扫描控制部 7c。但是，频率扫描部7a、相位扫描部7b和扫描控制部7c是包含在构成控制部7的运算处理装置中的结构，能够由软件构成。以下，对如上构成的实施方式1的微波加热装置中的动作进行说明。首先，被加热物9收纳到加热室8内，由使用者在微波加热装置的操作部(未图示)中输入加热设定信息，从而开始加热处理。输入了来自操作部的加热处理开始信号的控制部7搜索并确定对于该被加热物9的最佳加热条件。控制部7在确定了加热条件后， 依照所确定的加热条件将控制信号输出到微波产生部，从而微波产生部开始加热动作。此时，控制部7对驱动电源(未图示)进行驱动，向振荡部la、lb和各放大部4a 4d等提供期望的功率。此时，从驱动电源提供将振荡部la、Ib的振荡频率设定为例如2450MHz的电压信号，振荡部la、lb开始振荡。当振荡部la、lb振荡时，振荡部la、lb的输出在功率分配部 2a、2b分别被分配为大致1/2，向4个微波传播路径提供微波功率。在功率分配部2a、2b以后的4个微波传播路径中，将从驱动电源提供的经控制的功率输入到各放大部4a 4d，各放大部4a 4d进行动作。在4个微波传播路径上，分别设置有放大部4a 4d、功率检测部6a 6d、以及供电部5a 5d，各个微波传播路径上的放大部4a 4d、功率检测部6a 6d、以及供电部5a 5d并行动作。经过各微波传播路径上的放大部4a 4d、功率检测部6a 6d以及供电部5a 5d，各微波功率被提供到加热室8内。提供到加热室8内的微波功率中的、没有由被加热物9等吸收的微波功率经由供电部5a 5d作为反射功率返回到微波传播路径。在功率检测部6a 6d中检测分别返回到各供电部5a 5d的反射功率。功率检测部6a 6d将与检测到的反射功率量成比例的信号送出到控制部7。因此，控制部7能够识别由各供电部5a 5d接收到的各个反射功率量。控制部7在转入利用微波加热的正式加热动作前的阶段中，检测各供电部5a 5d 的反射功率相对于振荡频率和输出相位的变动特性，选择使得反射功率最小的频率和相位值，从而确定加热条件。例如一边进行使振荡部la、Ib的振荡频率在2400MHz到达2500MHz的范围内例如按照每IMHz间距变化的频率扫描动作，一边执行功率检测部6a 6d检测供电部5a 5d接收到的反射功率的反射功率检测动作，由此能够得到反射功率相对于频率的变动特性 (频率扫描特性)(频率检测动作)。
例如一边进行使由相位可变部3a 3d产生的输出相位的差从0度到360度的范围内例如按照每10度间距变化的相位扫描动作，一边执行反射功率检测动作，由此能够得到反射功率相对于相位值的变动特性(相位扫描特性)(相位检测动作)。在实施方式1的微波加热装置中，为了在开始加热动作前检测最适于对被加热物 9进行加热的频率和相位值，从而确定加热条件，控制部7如下动作。在控制部7中，频率扫描部7a进行将相位可变部3a 3d的输出相位固定为特定的相位值，并改变振荡部la、lb的振荡频率的频率扫描动作。此外，频率扫描部7a在频率扫描动作的同时，进行取得由功率检测部6a 6d检测到的反射功率的信息的频率检测动作，从而检测频率扫描特性。控制部7的相位扫描部7b进行将振荡部la、lb的振荡频率固定为特定频率，并改变相位可变部3a 3d的输出相位的相位扫描动作。此外，相位扫描部7b在相位扫描动作的同时，进行取得由功率检测部6a 6d检测到的反射功率的信息的相位检测动作，从而检测相位扫描特性。控制部7的扫描控制部7c控制成交替重复频率扫描部7a的频率检测动作和相位扫描部7b的相位检测动作，并根据检测到的频率扫描特性和相位扫描特性确定对该被加热物进行加热的最佳频率和相位值(加热条件确定动作)。另外，关于控制部7中的加热条件确定动作的详细情况将在后文进行说明。图2是示出实施方式1的微波加热装置中的相对于频率和相位差的反射功率量的特性图。按照前述的每个相位值(例如每10度间距)设定多个供电之间的相位差，一边进行频率扫描动作一边执行反射功率检测动作，由此完成图2所示的特性图。本来的话，如上所述那样按照每个相位值进行频率扫描动作并且执行反射功率检测动作，完成反射功率量的特性图。在为了进行这种动作来得到所有的数据而如上所述那样按照每10度间距检测相位值的情况下，需要进行36次频率扫描动作，并按照所设定的每个振荡频率进行反射功率的检测动作。此外，需要按照多个供电的每个组合得到用于进行最佳的加热动作的加热条件，单独进行多个振荡部la、lb各自的振荡频率控制、和多个相位可变部3a与3b以及3c与3d的组合中的各个输出相位控制，从而需要更多的检测动作。但是，在本发明中，如后详细说明那样，通过执行组合进行基于频率扫描动作的反射功率检测动作(频率检测动作)、和基于相位扫描动作的反射功率检测动作(相位检测动作)的加热条件确定动作，能够在更短的时间内确定使得反射功率最小的频率和相位值。[加热条件确定动作]以下，对在本发明的实施方式1的微波加热装置中确定用于得到最佳的加热动作的加热条件的加热条件确定动作进行说明。在本发明的实施方式1中，所谓加热条件确定动作是如下动作为了得到最佳的加热动作，检测使得反射功率P(n)为预定阈值以下的最佳振荡频率fopt和最佳相位值Φορ ，并将检测到的最佳振荡频率fopt和最佳相位值 Φ opt确定为最佳的加热条件。图3是示出本发明的实施方式1的微波加热装置中的加热条件确定动作的流程图。在加热条件确定动作中，执行交替重复进行频率扫描特性的检测动作(步骤103) 和相位扫描特性的检测动作(步骤109)的重复扫描动作，求出使得反射功率P(Ii)为预定
9阈值以下的最佳振荡频率fopt和最佳相位值Φορ ，由此确定加热条件。此处，“η”是整数， 在加热条件确定动作中，是每当进行频率扫描特性的检测动作和相位扫描特性的检测动作的重复扫描动作时增加的变量。首先，对加热条件确定动作中的频率扫描特性的检测动作(图3的步骤103)和相位扫描特性的检测动作(图3的步骤109)进行说明。[频率扫描特性的检测动作]图4是示出频率扫描特性的检测动作的流程图。首先，将相位可变部3a 3d的各组合(例如3a与3b以及3c与3d)之间的输出相位差固定为设定值(Φ (n) temp)(步骤 201)，将振荡频率f (η)设定为初始值fO、例如2400MHz (步骤202)。另外，在最初的检测动作中，将相位可变部3a 3d的各组合之间的输出相位差的设定值(Φ (l)temp)固定为预先确定的值、例如0度。在下次之后的检测动作中，由于存储有通过在其之前进行的相位扫描特性的检测动作而得到的使得反射功率P (η)最小的相位值Φ (η) temp，因此将相位可变部3a 3d的各组合之间的输出相位差固定为该所存储的相位值Φ (η) temp。接着，将振荡频率f (η)设定为初始值fO (例如2400MHz)来使振荡部la、lb振荡 (步骤203)。在振荡频率f (η)为初始值fO时，通过各功率检测部6a 6d检测从供电部 5a 5d侧返回的反射功率P (η)(步骤204)。对检测到的反射功率Ρ(η)和所存储的反射功率的最小值P(n)min进行比较(步骤205)。但是，在最初的检测动作中没有存储反射功率的最小值P(n)min，因此与此时的振荡频率f(n) —起存储检测到的反射功率P (η)(步骤208)。接着，将此时的振荡频率f (η)与上限值、例如2500MHz进行比较(步骤206)。在振荡频率f (η)没有达到上限值的情况下，使振荡频率f (η)增加预定幅度Af (步骤207)， 并重复步骤203以后的步骤。在步骤205中，对检测到的反射功率Ρ(η)和所存储的最小值P(n)min进行比较时，如果此时检测到的反射功率P (η)小于所存储的最小值P (n)min,则存储检测到的反射功率P(n)作为新的最小值P(n)min，并将此时的振荡频率f(n)存储为临时的最佳振荡频率 f (n) temp (步骤 208)。执行上述频率扫描特性的检测动作，直到所扫描的振荡频率达到上限值、例如 2500MHz为止。在频率扫描的检测动作中振荡频率达到了上限值的情况下，将此时存储的反射功率的最小值P(n)min和临时的最佳振荡频率f (n) temp作为此次频率扫描特性的检测动作中的检测结果，结束此次频率扫描特性的检测动作(图3的步骤103)。[相位扫描特性的检测动作]接着，对加热条件确定动作中的相位扫描特性的检测动作(图3的步骤109)进行说明。图5是示出相位扫描特性的检测动作的流程图。首先，将振荡部la、lb的振荡频率固定为设定值(f (n) temp)(步骤301)，并将相位值Φ (η)设定为初始值Φ0、例如0度(步骤302)。此时固定的振荡部la、lb的振荡频率为将在之前的频率扫描特性的检测动作中得到的反射功率设为最小值P(n)min的临时的最佳振荡频率f (η) temp。接着，在将相位可变部3a 3d的各组合(例如3a与3b以及3c与3d)之间的输出相位差设定为初始值Φ0的状态下，使振荡部la、lb振荡(步骤303)。此时由功率检测部6a 6d检测从供电部5a 5d侧返回的反射功率P (η)(步骤304)。对检测到的反射功率Ρ(η)和所存储的反射功率的最小值P(n)min进行比较(步骤305)。此时进行比较的反射功率的最小值P(n)min是在之前的频率扫描特性的检测动作中存储的反射功率的最小值P (n)min.在检测到的反射功率Ρ(η)小于此时所存储的反射功率的最小值P(n)min的情况下，将检测到的反射功率P(n)存储为反射功率的最小值P(n)min，并将此时的相位值Φ (η) 存储为临时的最佳相位值Φ (η) temp (步骤308)。执行上述相位扫描特性的检测动作，直到所扫描的相位值达到上限值、例如360 度为止。在步骤306中，在所扫描的相位值没有达到上限值的情况下，使相位值Φ (η)增加预定幅度Δ Φ (步骤307)，并重复步骤303以后的步骤。即，将相位可变部3a 3d的各组合之间的输出相位差设定为增加了预定幅度Δ Φ的相位值Φ (η)，使振荡部la、lb振荡，并重复步骤303到步骤306的动作。在步骤306中，在所扫描的相位值达到了上限值的情况下，将此时存储的反射功率的最小值P(n)min和临时的最佳相位值Φ (η) temp作为此次相位扫描特性的检测动作中的检测结果，结束此次相位扫描特性的检测动作(图3的步骤109)。如上所述，在实施方式1的微波加热装置中，执行交替重复加热条件确定动作中的频率扫描特性的检测动作(步骤103)和相位扫描特性的检测动作(步骤109)的重复扫描动作。接着，返回图3所示的确定加热条件的加热条件确定动作的流程图，针对加热条件确定动作进行说明。首先，将相位可变部3a 3d的输出相位差的设定值(Φ (l)temp)设定为0度(步骤101)。并且，将加热条件确定动作中的重复扫描动作的重复次数η设为1 (η = 1)。在步骤102中，进行如下选择如果重复次数η为奇数，则转入频率扫描特性的检测动作(步骤103)，如果重复次数η为偶数，则转入相位扫描特性的检测动作(步骤109)。 最初的检测动作是频率扫描特性的检测动作(步骤103)。如前所述，在频率扫描特性的检测动作(步骤103)中，将输出相位固定为设定值 (Φ (n) temp)进行该动作，在相位扫描特性的检测动作(步骤109)中，将振荡频率固定为设定值(f (n) temp)进行该动作。频率扫描特性的检测动作(步骤103)中的输出相位的设定值(Φ(η)^πιρ)使用将在之前的相位扫描特性的检测动作(步骤109)中作为结果得到的反射功率设为最小值P(n)min的加热条件。此外，相位扫描特性的检测动作(步骤109) 中的振荡频率的设定值(f(n)temp)使用将在之前的频率扫描特性的检测动作(步骤103) 中作为结果得到的反射功率设为最小值P(n)min的加热条件。但是，在最初的频率扫描特性的检测动作(步骤103)中，不存在之前的输出相位的设定值，因此将输出相位的设定值(O(l)temp)设定为预先确定的值、例如0度(步骤 101)，进行频率扫描特性的检测动作(步骤103)。如上所述，在频率扫描特性的检测动作(步骤103)中将反射功率设为最小值P(η) min的临时的最佳振荡频率f (η) temp，在该频率扫描特性的检测动作结束后的下一个相位扫描特性的检测动作(步骤109)中被用作振荡频率的设定值(步骤104)。并且，在相位扫描特性的检测动作(步骤109)中将反射功率设为最小值P(n)min的临时的最佳相位值Φ (η) temp，在该相位扫描特性的检测动作结束后的下一个频率扫描特性的检测动作(步骤103)中被用作相位值的设定值(步骤110)。在实施方式1的微波加热装置中，重复执行频率扫描特性的检测动作和相位扫描特性的检测动作的加热条件确定动作的结束，根据各个检测动作中的检测结果即反射功率的最小值P(n)min，临时的最佳振荡频率f (η) temp和临时的最佳相位值Φ (η) temp进行判断。第1结束判断条件是重复执行频率扫描特性的检测动作和相位扫描特性的检测动作而得到的检测结果的反射功率的最小值P(n)min低于阈值(Pth)时(步骤105)。第2结束判断条件是重复执行频率扫描特性的检测动作和相位扫描特性的检测动作而得到的临时的最佳振荡频率(f(n)temp)和临时的最佳相位值(。(n)temp)与上次的变化量低于阈值(fth和Φ )时(步骤106)。S卩，作为上次的检测动作中的检测结果的临时最佳振荡频率(f(n-l)temp)与作为此次的检测动作中的检测结果的临时最佳振荡频率(f(n)temp)的变化量低于阈值(fth)，并且作为上次的检测动作中的检测结果的临时最佳相位值(Φ(η-1) _ρ)与作为此次的检测动作中的检测结果的临时最佳相位值(Φ(η) temp)的变化量低于阈值(Φ )时成为第2结束判断条件。第3结束判断条件是在频率扫描特性的检测动作和相位扫描特性的检测动作中重复进行扫描动作的重复次数η达到了阈值nth时(步骤107)。在上述第1结束判断条件、第2结束判断条件和第3结束判断条件的所有结束判断条件都没有被满足的情况下，增加重复次数n，增加1 (步骤108)，转入下一频率扫描特性的检测动作(步骤103)或相位扫描特性的检测动作(步骤109)。在满足了第1结束判断条件的情况下，结束重复频率扫描特性的检测动作和相位扫描特性的检测动作的加热条件确定动作。因此，在加热条件确定动作根据第1结束判断条件结束时，将此时存储的临时的最佳振荡频率(f(n)temp)和临时的最佳相位值(Φ (η) temp)作为最佳振荡频率(f(n)opt)和最佳相位值(Φ (n)opt)，确定加热条件，并依照该加热条件开始加热动作。在第2结束判断条件和第3结束判断条件下判断为重复扫描动作的结束的情况下，此时的反射功率的最小值P(n)min为超过了阈值Pth的状态。因此，为了进一步搜索良好的加热条件，在存储了至今为止的重复扫描的检测结果后，将重复扫描动作的重复次数η 重置为1，并且将对在上次的加热条件确定动作中的最初频率扫描特性的检测动作中用作固定值的相位值(Φ⑴temp (例如0度))加上了预定值α (例如30度)而得到的新的相位值用作在下次的加热条件确定动作中的最初频率扫描特性的检测动作中固定的相位值 Φ (1) temp (步骤112)。这样在重置为新的设定值(η = 1)的状态下，再次执行前述的加热条件确定动作中的频率扫描特性的检测动作(步骤103)和相位扫描特性的检测动作(步骤109)的重复扫描动作。另外，在重复扫描动作的再次执行中设定限度(例如两次)(步骤111)，在重复扫描动作的再次执行达到了限度次数时，结束该加热条件确定动作。因此，在重复扫描动作达到了重复限度的情况下，即使反射功率的最小值P (n)min不低于阈值(Pth)，也把在重复扫描动作的再次执行中将反射功率设为最小的检测结果作为最佳的加热条件来结束加热条件确定动作。
接着，根据具体例示，对在实施方式1的微波加热装置中，重复执行频率扫描特性的检测动作和相位扫描特性的检测动作的加热条件确定动作进行说明。即，以图2的特性图所示的将被加热物9收纳在加热室8内的状态下的反射功率量相对于振荡频率和相位值的特性的情况为例，对加热条件确定动作进行说明。图2的横轴是示出相位可变部3a 3d的输出相位的相位差的相位轴，示出了 0 度到360度的范围。相位差表示输出相位值的差，例如是在相位可变部3a和3b中设定的输出相位值之间的差。图2的纵轴是示出振荡部la、lb的振荡频率的频率轴，示出了从 2400kHz (2. 4GHz)到2500kHz (2. 5GHz)的区域。图2所示的曲线图是反射功率量的等高线曲线图。在重复执行频率扫描特性的检测动作和相位扫描特性的检测动作的重复扫描动作中，进行频率扫描特性的检测动作时，将在其之前的相位扫描特性的检测动作中检测的临时的最佳相位值(Φ (n) temp)设为相位可变部3a 3d的各组合之间的输出相位差的固定值来进行频率扫描特性的检测动作。即，频率扫描特性的检测动作是如下动作在固定为作为图2的横轴的相位轴上的特定相位值(Φ (n) temp)的状态下，在作为纵轴的频率轴方向上进行变更振荡频率的扫描动作。例如，在图2所示的等高线曲线图中，相位值(Φ(η) temp)是150度的情况下，是在相位轴上的150度处进行在频率轴方向(图2中的箭头A方向)上移动的扫描动作时的检测结果。在此时的检测结果中，反射功率的最小值P(n)min 在振荡频率为2. 45GHz附近，处于用-15 -12. 5dB示出的区域。根据该检测结果，在接着进行的相位扫描特性的检测动作中，以将临时的最佳振荡频率f(n+l) temp固定为2. 45GHz 作为条件，进行使相位值变化的扫描动作。由此，在相位扫描特性的检测动作中，将临时的最佳振荡频率f (n+l)temp用作振荡部la、lb的振荡频率的固定值，进行相位扫描特性的检测动作。即，在相位扫描特性的检测动作中，检测示出此时所选择的临时的最佳振荡频率f(n+l)temp处的相位轴方向的最小反射功率量的相位值。例如，在相位扫描特性的检测动作中，根据之前的检测结果将临时的最佳振荡频率f (n+l)temp = 2. 45GHz作为固定值，在频率轴上的2. 45GHz处进行在相位轴方向(图2 中的箭头B方向)上移动的扫描动作。在此时的检测结果中，反射功率的最小值P(n+l)min 在相位值为180度附近，处于用-20 -17. 5dB示出的区域。根据该检测结果，在接着进行的频率扫描特性的检测动作中，以将临时的最佳相位值Φ (n+2)temp固定为180度作为条件，进行使振荡频率变化的扫描动作。如上所述，在实施方式1的微波加热装置中的加热条件确定动作中，通过固定相位值并改变振荡频率来检测示出最小值的反射功率量的频率，并通过根据该检测结果固定振荡频率改变相位值来检测示出最小值的反射功率量的相位值。并且通过根据之前的检测结果固定相位值并改变振荡频率来检测示出最小值的反射功率量的频率。由此，在加热条件确定动作中，根据之前的扫描动作进行重复扫描动作，由此能够在短时间内检测使得反射功率量最小的最佳的加热条件。如上所述，在本发明的实施方式1的微波加热装置中，能够根据在短时间内掌握的信息，得到使得反射功率最小的频率和相位值。其结果，在短时间内确定最佳的加热条件，并根据所确定的最佳加热条件控制所提供的微波功率的振荡频率和输出相位，由此能够以期望的状态可靠加热具有各种形状、种类和量的不同的被加热物9，与此同时，能够将从加热室8返回的微波功率抑制得较低，从而执行效率高的加热动作。另外，在实施方式1的微波加热装置中，以将相位可变部3a 3d分别设置在4个微波传播路径上的例子进行了说明，但是也可以设为仅设置在通过功率分配部2a、2b进行分配后的任意一方的微波传播路径上来进行相位控制的结构。此外，在实施方式1的微波加热装置中，以形成为4个微波传播路径的例子进行了说明，但是作为本发明中的微波传播路径，不对数量进行限定，在与将多个供电部设置在加热室内的结构对应而设置了多个微波传播路径的结构中也能够进行处理。另外，在本发明的微波加热装置中，也可以不使用功率分配部，而设置与供电部数量对应的振荡部来构成。如上所述，本发明的微波加热装置具有多个供电部，并调整所提供的微波功率的振荡频率和供电部之间的相位差，由此能够始终以期望的状态可靠加热具有各种形状、种类和量的不同的被加热物，与此同时，能够将从加热室返回的微波功率抑制得较低，从而进行效率高的加热动作。产业上的可利用性本发明的微波加热装置可应用于以微波炉为代表的利用介质加热的加热装置、含水分垃圾处理机或者作为半导体制造装置的等离子电源的微波电源等使用感应加热的各种加热设备。标号说明la、lb:振荡部2a、2b 功率分配部3a、3b、3c、3d 相位可变部4a、4b、4c、4d 放大部5a、5b、5c、5d 供电部6a、6b、6c、6d 功率检测部7:控制部8:加热室9:被加热物
权利要求
1.一种微波加热装置，其具有 收纳被加热物的加热室；具有半导体元件而构成的振荡部；功率分配部，其将所述振荡部的输出分配为多个；相位可变部，其能够改变所述功率分配部的输出相位；多个放大部，其对所述相位可变部或所述功率分配部的输出进行功率放大；多个供电部，其将所述放大部的输出供给到所述加热室；多个功率检测部，其对从所述加热室经由所述供电部传播到所述放大部的反射功率进行检测；以及控制部，其对所述振荡部的振荡频率和所述相位可变部的输出相位进行控制， 所述控制部具有频率扫描部，其进行固定所述相位可变部的输出相位，改变所述振荡部的振荡频率，并且取得由所述功率检测部检测到的反射功率的频率检测动作，检测频率扫描特性；相位扫描部，其进行固定所述振荡部的振荡频率，改变所述相位可变部的相位值，并且取得由所述功率检测部检测到的反射功率的相位检测动作，检测相位扫描特性；以及扫描控制部，其控制为交替重复所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作，并根据检测到的所述频率扫描特性和所述相位扫描特性确定对所述被加热物进行加热的振荡频率和相位值。
2.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为，在开始所述被加热物的加热前，根据由所述频率扫描部的频率检测动作检测到的频率扫描特性、和由所述相位扫描部的相位检测动作检测到的相位扫描特性，确定对所述被加热物进行加热的振荡频率和相位值。
3.根据权利要求1或2所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为，最初进行所述频率扫描部的频率检测动作，检测使得反射功率最小的振荡频率，接着根据检测到的振荡频率固定所述振荡部的振荡频率，进行所述相位扫描部的相位检测动作，检测使得反射功率最小的输出相位，然后交替重复以检测到的相位值固定所述相位可变部的输出相位而进行的所述频率扫描部的频率检测动作、和以检测到的振荡频率固定所述振荡部的振荡频率而进行的所述相位扫描部的相位检测动作。
4.根据权利要求1或2所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为在所述频率扫描部执行频率检测动作后，至少存储在紧前的所述频率扫描部的频率检测动作中所述相位可变部的相位值所固定在的相位值、反射功率表现得最小的振荡频率和反射功率的最小值。
5.根据权利要求1或2所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为在所述相位扫描部执行相位检测动作后，至少存储在之前的所述相位扫描部的相位检测动作中所述振荡部的振荡频率所固定在的振荡频率、反射功率表现得最小的相位值和反射功率的最小值。
6.根据权利要求1 3中任一项所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为交替重复所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作，直到满足预先设定的结束判断条件为止。
7.根据权利要求1 3中任一项所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为以所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作中检测到的反射功率的最小值小于预先设定的阈值作为第1结束判断条件，在满足该第1结束判断条件时停止所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作。
8.根据权利要求1 3中任一项所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为，以在所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作中，检测到的振荡频率或相位值相对于在紧前的频率检测动作或相位检测动作中检测到的振荡频率或相位值的变化量小于预先设定的阈值作为第2结束判断条件，在满足该第2结束判断条件时停止所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作。
9.根据权利要求1 3中任一项所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为以所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复次数达到预先设定的次数作为第3结束判断条件，在满足该第3结束判断条件时停止所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作。
10.根据权利要求8所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为在根据所述第2结束判断条件停止了所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作的情况下，存储在所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作中检测到的使得反射功率最小的振荡频率和相位值、以及反射功率的最小值，并根据与在最初执行的频率扫描部的频率检测动作中固定的相位值不同的值的相位值，固定所述相位可变部的相位值，执行所述频率扫描部的频率检测动作，并再次执行所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作。
11.根据权利要求9所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为在根据所述第3结束判断条件停止了所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作的情况下，存储在所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的扫描动作中检测到的使得反射功率最小的振荡频率和相位值、以及反射功率的最小值，并根据与在最初执行的频率扫描部的频率检测动作中固定的相位值不同的值的相位值，固定所述相位可变部的相位值，执行所述频率扫描部的频率检测动作，并再次执行所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作。
12.根据权利要求1 3中任一项所述的微波加热装置，其中，所述扫描控制部构成为将通过所述频率扫描部的频率检测动作和所述相位扫描部的相位检测动作的重复动作检测并存储的、使得反射功率成为最小值的频率和相位值作为加热条件，开始加热动作。
全文摘要
在微波加热装置中，控制部(7)构成为，交替重复进行如下的动作，确定对被加热物进行加热的振荡频率和相位值固定相位可变部的相位值，改变振荡部的振荡频率，并且由功率检测部检测反射功率，由此检测关于振荡频率的反射功率特性的扫描动作；和固定振荡部的振荡频率，改变相位可变部的相位值，并且由功率检测部检测反射功率，由此检测关于相位值的反射功率特性的扫描动作。
文档编号H05B6/68GK102484908SQ20108003921
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月30日 优先权日2009年9月3日
发明者三原诚, 信江等隆, 大森义治, 安井健治 申请人:松下电器产业株式会社