DE19606049C1 - Magnetron current supply circuit e.g. for microwave oven - Google Patents
Magnetron current supply circuit e.g. for microwave ovenInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung hat eine Stromversorgungsschaltung für ein Magnetron zum Gegenstand.The invention has one Power supply circuit for a magnetron on the subject.
Wie bekannt, ist ein Magnetron eine Quelle für sehr große Hochfrequenzleistung. Deshalb werden Magnetrons eingesetzt, um Einrichtungen, in denen Gegenstände erhitzt werden sollen, mit Hochfrequenzenergie zu versorgen. Zu solchen Einrichtungen gehören beispielsweise Mikrowellenherde. Darin kann es wegen der vorherrschenden hohen Feldstärke zur Bildung von Lichtbogen kommen. Die Lichtbogen haben zur Folge, daß die Träger für das zu erhitzende Gut, welche aus elektrisch nichtleitenden, organischen Substanzen bestehen, verkohlen, wodurch weitere Lichtbogenzündungen begünstigt werden. Das zu erhitzende Gut (z. B. Lebensmittel) verbrennt dabei und ist nicht mehr verwendbar. Es ist daher erforderlich, Maßnahmen zu ergreifen, die Lichtbogenzündungen weitgehend unterdrücken. Dies läßt sich dadurch bewältigen, daß bei Auftreten eines Lichtbogens die Ausgangsspannung des Magnetrons innerhalb sehr kurzer Zeit (<100 µs) auf Null gebracht wird.As is well known, a magnetron is a very large source High frequency power. That is why magnetrons are used to Facilities in which objects are to be heated with To supply radio frequency energy. To such facilities include, for example, microwave ovens. In it it can because of the prevailing high field strength to form arcs come. The arcs have the consequence that the carrier for the Good to be heated, which consists of electrically non-conductive, organic substances exist, charred, causing more Arc ignitions are favored. The good to be heated (e.g. food) burns and is no longer there usable. It is therefore necessary to take measures largely suppress the arc ignitions. This can be done cope with the fact that when an arc occurs Output voltage of the magnetron within a very short time (<100 µs) is brought to zero.
Die US 48 86 951 zeigt eine Stromversorgungsschaltung für ein Magnetron, die mit einem Schaltnetzteil arbeitet. Eine in besonderen Betriebszuständen sich abschaltende Stromversorgungsschaltung ohne Schaltnetzteil zeigt die JP 56-24 738 (A).The US 48 86 951 shows a power supply circuit for a Magnetron that works with a switching power supply. One that switches itself off in special operating states Power supply circuit without switching power supply shows the JP 56-24 738 (A).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungsschaltung für ein Magnetron so weiterzuentwickeln, daß unter Einsatz wenig aufwendiger Schaltungsmittel das Magnetron innerhalb sehr kurzer Zeit abgeschaltet werden kann.The invention has for its object a Develop power supply circuit for a magnetron so that the magnetron using less complex circuit means can be switched off within a very short time.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved with the subject matter of claim 1.
Die Unteransprüche geben Ausführungsarten der Erfindung an.The subclaims indicate embodiments of the invention.
Das steuerbare Schaltnetzteil wirkt wie eine Stromquelle, weshalb das Magnetron eine stabile Ausgangsleistung für eine an das Magnetron angeschlossene Mikrowellen-Einrichtung zur Verfügung stellt.The controllable switching power supply acts like a power source, which is why the magnetron has a stable output power for one the magnetron connected microwave device for Provides.
Durch die Reihenschaltung der Gleichrichterschaltung und des Schaltnetzteils werden Spannungsripple am Ausgang der Gleichrichterschaltung kompensiert. Es braucht dem Gleichrichter also kein Filter (L-, C-Netzwerk) nachgeschaltet zu werden, um eine möglichst glatte Betriebsspannung für das Magnetron zu erzeugen. Ripple in der Betriebsspannung würden nämlich starke Stromripple im Magnetron und damit starke Schwankungen der Ausgangsleistung hervorrufen.Through the series connection of the rectifier circuit and the Switching power supplies are voltage ripple at the output of the Rectifier circuit compensated. It takes the rectifier So no filter (L, C network) to be connected downstream the smoothest possible operating voltage for the magnetron produce. Ripple in the operating voltage would be strong Current ripple in the magnetron and thus strong fluctuations in the Cause output power.
Wegen des möglichen Verzichts auf ein L-/C- Filternetzwerk steht auch kein Energielieferant (Kapazität) für schädliche Hochspannungsüberschläge innerhalb und außerhalb des Magnetrons zur Verfügung.Because of the possible waiver of an L- / C- Filter network is also no energy supplier (capacity) for harmful high voltage arcing inside and outside of the magnetron.
Das steuerbare Schaltnetzteil erlaubt eine sehr schnelle Abschaltung des Magnetrons, falls in der angeschlossenen Mikrowellen-Einrichtung ein Lichtbogen zündet.The controllable switching power supply allows a very fast Shutdown of the magnetron, if in the connected one Microwave device ignites an arc.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird anschließend die Erfindung näher erläutert. Using one shown in the drawing The invention will be described in more detail below explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Stromversorgungsschaltung für ein Magnetron und Fig. 1 shows a power supply circuit for a magnetron and
Fig. 2 eine Strom-/Spannungs-Kennlinie eines Magnetrons. Fig. 2 shows a current / voltage characteristic of a magnetron.
In der Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Stromversorgungsschaltung für ein Magnetron MG dargestellt, das eine Mikrowellen-Einrichtung ME - beispielsweise einen Mikrowellenherd - mit Hochfrequenzenergie speist. Alle Schaltungseinheiten sind als Blöcke dargestellt und nicht im Detail ausgeführt, da jede für sich eine allgemein bekannte Schaltung ist.In Fig. 1 is a block diagram of a power supply circuit for a magnetron MG is illustrated which means a microwave ME - fed with high frequency power - for example a microwave oven. All circuit units are shown as blocks and are not detailed, since each is a generally known circuit.
Ein Transformator TF erzeugt an zwei getrennten Sekundärwicklungen aus einer primärseitig anliegenden 3-Phasen Eingangs-Wechselspannung U eine erste Teil-Wechselspannung Ua und eine zweite Teil-Wechselspannung Ub. Die erste Teil- Wechselspannung Ua wird einem Mehrphasen-Gleichrichter G1 (z. B. 6-Phasen-Gleichrichter) zugeführt, dessen Ausgangs- Gleichspannung U1 wegen der mehrphasigen Gleichrichtung nur relativ flache Ripple aufweist. Die zweite Teil-Wechselspannung Ub wird von einem Gleichrichter G2 (z. B. 3-Phasen- Gleichrichter) in eine Gleichspannung umgeformt und dann einem steuerbaren Schaltnetzteil SN bereitgestellt. Dieses steuerbare Schaltnetzteil SN ist mit dem Mehrphasen-Gleichrichter G1 in Reihe geschaltet. Somit überlagern sich die Ausgangs- Gleichspannung U1 des Mehrphasen-Gleichrichters G1 und die Ausgangs-Gleichspannung U2 des steuerbaren Schaltnetzteils SN zu einer Eingangs-Spannung UB für das Magnetron MG. Das steuerbare Schaltnetzteil SN wird auf eine solche Ausgangs- Gleichspannung U2 eingestellt, daß diese mit ihren Ripples die Ripples der Ausgangs-Gleichspannung U1 des Mehrphasen- Gleichrichters G1 möglichst weitgehand kompensiert. Dadurch erhält die Eingangs-Spannung UB des Magnetrons MG einen geglätteten Verlauf, was dazu führt, daß die an die Mikrowellen-Einrichtung ME abgegebene Ausgangsleistung des Magnetrons MG nur sehr geringen Schwankungen unterliegt. Denn wegen des in Fig. 2 qualitativ dargestellten flachen Verlaufs der Strom-/Spannungskennlinie des Magnetron MG würden schon kleine Ripple der Spannung Um große Schwankungen des Stromes Im und damit der Ausgangsleistung hervorrufen.A transformer TF generates a first partial AC voltage Ua and a second partial AC voltage Ub on two separate secondary windings from a 3-phase input AC voltage U applied on the primary side. The first partial AC voltage Ua is fed to a multi-phase rectifier G1 (eg 6-phase rectifier) whose DC output voltage U1 has only relatively flat ripples due to the multi-phase rectification. The second partial AC voltage Ub is converted into a DC voltage by a rectifier G2 (for example a 3-phase rectifier) and then made available to a controllable switching power supply SN. This controllable switched-mode power supply SN is connected in series with the multi-phase rectifier G1. Thus, the DC output voltage U1 of the multi-phase rectifier G1 and the DC output voltage U2 of the controllable switching power supply SN overlap to form an input voltage UB for the magnetron MG. The controllable switched-mode power supply SN is set to such an output DC voltage U2 that, with its ripples, it largely compensates for the ripples of the output DC voltage U1 of the multi-phase rectifier G1. As a result, the input voltage UB of the magnetron MG is smoothed, which means that the output power of the magnetron MG which is output to the microwave device ME is subject to only very slight fluctuations. Because the flat course of the current / voltage characteristic of the Magnetron MG shown qualitatively in FIG. 2, even small ripples in the voltage Um would cause large fluctuations in the current Im and thus in the output power.
Im Falle eines Lichtbogen-Überschlages in der Mikrowellen- Einrichtung ME sollte die Ausgangsleistung des Magnetrons MG innerhalb kürzester Zeit (50-100 µs) auf Null gefahren werden. Dazu reicht es aus, die Betriebsspannung UB (im Normalbetrieb z. B. 11-12,5 kV) des Magnetrons MG um einen Teilbetrag (z. B. 3 kV) zu reduzieren. Wie dem Kennlinienverlauf der Fig. 2 zu entnehmen ist, würde das zu einem Abschalten des Magnetrons MG führen. Den erforderlichen Teilbetrag U2 der Betriebsspannung UB liefert gerade das steuerbare Schaltnetzteil SN. Das Schaltnetzteil SN - beispielsweise ein Durchflußwandler - besitzt einen Steuersignaleingang SE. Liegt an diesem Steuersignaleingang SE ein Steuersignal an, welches das Entstehen eines Lichtbogens in der Mikrowellen-Einrichtung ME anzeigt, setzt das Schaltnetzteil SN seine Ausgangs-Gleichspannung U2 innerhalb der erforderlichen kurzen Zeitspanne (50-100 µs) auf Null, so daß es unmittelbar darauf zu einem Abschalten des Magnetrons MG kommt und der Lichtbogen sofort gelöscht wird.In the event of an arcing in the microwave device ME, the output power of the magnetron MG should be brought to zero within a very short time (50-100 μs). To do this, it is sufficient to reduce the operating voltage UB (in normal operation, for example 11-12.5 kV) of the magnetron MG by a partial amount (for example 3 kV). As can be seen from the characteristic curve of FIG. 2, this would lead to the magnetron MG being switched off. The controllable switching power supply SN supplies the required partial amount U2 of the operating voltage UB. The switching power supply SN - for example a forward converter - has a control signal input SE. If a control signal is present at this control signal input SE, which indicates the occurrence of an arc in the microwave device ME, the switched-mode power supply SN sets its DC output voltage U2 to zero within the required short time period (50-100 μs), so that it is immediately thereafter the magnetron MG is switched off and the arc is extinguished immediately.
Claims (5)
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