CN1149002C - 磁控管驱动电源装置 - Google Patents

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Abstract

构成一高压电路的高压二极管(6)和(7)和高压电容器(8)和(9)连接在一起并且用树脂(22)模制，且端销(21a)和(21b)拉出，从而形成一体式的小型化高压模块(23)。

Description

磁控管驱动电源装置
发明领域
本发明涉及一种采用磁控管实现电介质加热的高频加热器，如微波炉，具体地，涉及一种用于将商用电源转换成用于驱动一磁控管的高频、高压电源的电源转换装置。
发明背景
迄今，关于用来将商用电源转换成用于驱动磁控管的高频、高压电源的电源转换装置，待审查的日本申请公开号平成-121159揭示了一种单端式的单片电压谐振转换器。此电源转换装置可用一转换器来将电源转换成高频、通过一升压变压器转换成高压并通过采用倍增电压整流的高压电路或一整流电路产生用于驱动磁控管的DC高压，从而通过转换器而将电源转换成高频，并将且电路系统形成一块板上而使升压变压器小型化，从而可提供一种紧凑、轻型的磁控管驱动电源(转换电源)。
图6是相关技术中反转换相电路系统的俯视简图。在图中，标号1表示表示用作一转换器的转换器块，标号2表示用于控制转换器的控制块，标号3表示升压变压器块，以及标号4表示高压电路；这些元件都安装在一印刷电路板5上以提供一紧凑、轻型的结构。
然而，为了提供高压电路的绝缘距离，需使电路安装区变宽，而这会成为妨碍小型化的一个因素。图7是一外部视图以表示高压电路部分。高压电路4是由高压二极管6和7、高压电容器8和9、用来连接将电源输入到一磁控管灯丝上的引线的翼片端子11，以及用于当磁控管发生故障时将所放出的高压电荷排放到压电容器8和9上的放电电阻10。在构成高压电路4的这些元件的端子之间会产生3至4.5千伏高压或约7千伏的瞬时高压。当然，高压电路4必须设计成具有适当的绝缘距离以提供绝缘效果。假定其上可能有尘埃沉积以及由于凝露而被吸附在尘埃中的湿气等，就需要有更大的绝缘边界，并且高压电路4的安装区会变得相当宽。因此，就不能使电路系统安装区小型化，这就是一个问题。
发明揭示
所以，本发明的一个目的在于提供一种磁控管驱动电源，包括：用于使变换部分的输出升压的升压变压器以及一高压电路，该高压电路包括对升压变压器的输出进行整流的全波倍压器所用的处于裸芯片状态的两个高压电容器和两个高压二极管，其中
高压电路用树脂模制成一个单元。
根据本发明的一个方面，提供了一种磁控管驱动电源，包括：
一单向电源装置，用于将商用电源转换成一单向电源；
一整流过滤部分，用于对所述单向电源整流和校平；
一转换部分，用于在至少一个半导体开关元件合上/打开时将由所述整流过滤部分所提供的所述单向电源转换成高频AC电压；
一升压变压器，用于使所述转换部分输出升压；以及
一高压电路，包括对所述升压变压器的输出进行整流的全波倍压器所用的、两个处于裸芯片状态的高压电容器和两个高压二极管，其中
所述高压电路由树脂模制而成一个单元。
根据本发明，构成高压电路的元件都相互靠近、相连，并且高密度地形成一个整体，高压电路的绝缘性能可由树脂模获得，从而提供一紧凑的磁控管驱动电源，同时机器的腔室可制得较小。因而，可提供一种外形紧凑且炉腔尺寸较大的高频加热器，同时可提高用户安装的灵活性。
附图简述
图1是本发明第一个实施例中电源变换装置的电路图；
图2A是表示本发明第一个实施例中高压模块内部结构图；图2B是一侧所看到的高压模块外部图；以及图2C是从其顶部所看到的高压模块外部图；
图3A是表示本发明第二个实施例中高压模块内部结构图；图3B是一侧所看到的高压模块外部图；以及图3C是从其顶部所看到的高压模块外部图；
图4是本发明第二个实施例中采用半波倍压电路的高压电路的电路图；
图5是本发明第一个实施例中高压电路和紧靠其上方部分的外观框图；
图6是相关技术中一电源变换装置的俯视外观框图；以及
图7是相关技术中高压电路和紧靠其上方部分的外观框图。
本发明的较佳实施例
(第一实施例)
以下参照附图对本发明第一个实施例进行描述。图1是一磁控管驱动电源的电路图，在下文中将被称为电源变换装置，即本发明的第一个实施例。该电源包括：用于将商用电源12转换成一单向电源的单向电源13，扼流圈14以及用于使单向电源整流和校平、作为整流过滤器的校平电容器15。当一半导体开关元件17合上时，由这些元件所产生的DC电压施加到一升压变压器16的初级侧上。同时，电流流入漏电电感并且使能量聚集。通常，采用一绝缘的栅双极晶体管(IGBT)来作为一半导体开关元件17。
若在某一时刻后半导体开关元件17打开，则在一谐振电容器18和电感元件的谐振电路中即产生谐振，谐振电压施加到变压器的初级侧上。按照开和关的循环而将一AC电压施加以升压变压器16上。
加快开和关的循环，从而可将一高频AC电压施加到升压变压器16的初级侧。因而，可将商压电源转换成高频电源。用作一全波倍压电路的高压电路4可将次级高频高压转换成一高DC电压并将电压施加到一磁控管19上。高压电路4是一已知的全波倍压电路，该电路由高压二极管6和7以及高压电容器8和9构成，所以本文对此不再作详细描述。一放电电阻10，也就是说，是一服务人员保护电阻，由于磁控管19开路损坏时高压电荷无法排放，而它却可将聚集中高压电容器8和9中的高压电荷放电。转换电源装置20系由这些元件构成，且磁控管19会产生微波。
图2A至2C示出了包括由树脂模制成的高压电路4的高压模块23；图2A是表示高压模块的内部结构图；图2B是从其一侧所看到的高压模块外部图；以及图2C是从其底部所看到的高压模块的外部图。高压二极管6和7都是在外部连接的，并且一端销21b被拉出高压二极管6和7的中点。高压电容器8，9藉由银印制等方式形成一电极从而面对裸芯片状态中一陶瓷介质盘的表面，其中在树脂薄膜外未用粉末涂覆陶瓷电容器。原先，为了单独使用高压电容器8，9，需要在环氧树脂等材料构成的树脂薄膜外对其涂覆粉末，然而，为了如本实施例那样模制整体的树脂高压电路，高压电容器8和9不需要再在树脂薄膜外涂覆粉末，因而可采用裸芯片的陶瓷高压电容器。当然，也可采用树脂薄膜外涂有粉末的陶瓷高压电容器的制成品。不用说，也可采用除了陶瓷电容器以外的薄膜电容器。
高压电容器8和9也可根据电路结构连接，一端销21d从高压电容器8和9的中点拉出。构成高压电路4的其它元件可连接，用于连接到外围电路上的端销21a和21c也可拉出。在此状态下，整体都覆有模制树脂22，从而可形成高压电路23。这里省略了与主要功能无关的放电电阻10，但当然也可以将之模制在内部。图2B是从其一侧所看到的高压模块的外部图，露出了四个用于连接到外围电路上的端销21a至21d。图2C是从其底部所看到的高压模块的外部图，端销都是露出的，并且从高压模块中突出。端销21a至21d插入印刷电路板5的、用以安装高压模块的多个孔中。
当然，与高压电容器相同，高压二极管也可用于未覆有树脂模的裸芯片状态下。为了使整体高压模块小型化，只要可获得可靠的绝缘性，最好使元件都相互靠近。
就树脂而言，一般诸如环氧树脂是用于密封半导体或类似元件的首选材料；但也可以是可提供可靠绝缘性能或运作环境的其它材料。就方法而言，可采用诸如注塑、粉末模制等多种技术；可根据可靠性、价格效益等来选择一种适当的方法。
图5是高压电路的元件平面布置图以及采用高压模块的周边环境。分开放置以提供如图7所示绝缘距离的高压电路4的各元件收缩在高压模块23中而成为一个整件。虚线表示相关技术中转换电源装置的外部形状。本发明的印刷电路板5也可缩小以S1和S2所示的成水平和垂直尺寸在10至20毫米范围内，这样转换电源装置也可小型化。
(第二个实施例)
以下参照附衅描述本发明的第二个实施例。图4是本发明高压电路主要部分的电路图。高压电路是一般称为半波倍增电路的一个电路并且具有众所周知的电路结构。它包括使半波倍压的高压二极管24和一高压电容器26以及避免磁控管作用在非振荡时间在转换电路中削弱的高压二极管25。由于全波倍压电路，磁控管在转换电源装置的向前时期(在图1的电路中，即半导体开关元件17合上的那段时间)和回扫时期(在图1中，即半导体开关元件17打开、且谐振电路谐振的那段时间)都发生振荡；由于半波倍压电路，磁控管在此两个时间之一中振荡、且停振时间长，以致就要求高压电容器具有相当大的电容器、且通常要采用薄膜电容器、而不用陶瓷电容器。
在图1中，由虚线所包围的高压电路4形成为一高压模块23。图3A至3C表示包括由树脂模制成的高压电路的高压模块；图3A是表示高压模块的内部结构；图3B是从其一侧所看到的高压模块外部图；以及图3C是从其底部所看到的高压模块的外部图。连接高压二极管24和25、并从其中点连接到一高压电容器26上。采用树脂模22，并将三个端销27a至27c拉出到外部，从而提供高压模块23。因而，就和第一实施例中采用全波倍压电路一样可使高压电路小型化。
如上所述，根据本发明，在要求绝缘距离和具有较大安装区的高压电路中，可以将高压二极管和高压电容器以裸芯片状态高密度地聚集、相连，并且用树脂来制成、用以提供绝缘性能，以使高压电路可置于一模块中，从而可使电路尺寸制得较小而提供紧凑的磁控管驱动电路。
无论是半波倍压电路还是全波倍压电路都可采用此结构。

Claims (1)

1.一种磁控管驱动电源，包括：
一单向电源装置，用于将商用电源转换成一单向电源；
一整流过滤部分，用于对所述单向电源整流和校平；
一转换部分，用于在至少一个半导体开关元件合上/打开时将由所述整流过滤部分所提供的所述单向电源转换成高频AC电压；
一升压变压器，用于使所述转换部分的输出升压；以及
一高压电路，包括对所述升压变压器的输出进行整流的全波倍压器所用的两个处于裸芯片状态的高压电容器和两个高压二极管；其中
所述高压电路由树脂模制而成一个单元。
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