DE2246967A1

DE2246967A1 - MAGNETIC STARTING CIRCUIT

Info

Publication number: DE2246967A1
Application number: DE19722246967
Authority: DE
Inventors: Donald Emmett Peterson
Original assignee: Amana Refrigeration Inc
Current assignee: Goodman Co LP
Priority date: 1971-10-01
Filing date: 1972-09-25
Publication date: 1973-04-05
Also published as: US3752948A; AU4592772A; AU475042B2; DE2246967B2; SE382740B; JPS4844008A; CA954593A; GB1366567A

Description

PATENTANWÄLTE
DR.rPHlL. G. NICKEL · DR-ING. J. DORNER 2 2 A 6 9 6 PATENT LAWYERS
DR.rPHlL. G. NICKEL · DR-ING. J. DORNER 2 2 A 6 9 6

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Tel. (08n» 555719 München, den 21 .September 1972Tel. (08n »555719 Munich, September 21, 1972

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Amana Refrigeration, Inc., Amana, Iowa, Vereinigte Staaten von Amerika ·Amana Refrigeration, Inc., Amana, Iowa, United States from America ·

MagnetronstartschaltungMagnetron start circuit

Die Erfindung betrifft elektrische Schaltungen für einen Mikrowellenofen mit einem Magnetron-Mikrowellengenerator sowie ein Verfahren für den Betrieb desselben.The invention relates to electrical circuits for a microwave oven with a magnetron microwave generator and a method for operating the same.

Der Generator, der zur Erzeugung elektromagnetischer Schwingungen hoher Frequenz zum Kochen weitgehend Anwendung gefunden hat, ist das Magnetron. Dieses wird durch Netz-Wechselspannungen und Stromquellen erregt, die gleichgerichtete Spannungen mit Werten von 4 bis 6 kV erzeugen kann. Gekreuzte elektrische und magnetische Felder erstrecken sich innerhalb eines Wechselwirkungsbereiches, der durch eine mittige Kathodenanordnung und am Umfang angeordnete Anoden-Hohlraumresonatoren begrenzt wird. Die durch die beheizte Kathode emittierten Elektronen werden zu den Hohlraumresonatoren hin beschleunigt und laufen in einer im-wesentlichen spiralipen Bahn um, so daß eine umlaufende apeichenförmige Raumladung gebildet wird. Die Elektronen treten in Energieaustausoh mit den elektrischen Feldern in den Hohlraumresonatoren, wodurch außerordentlich hohe elektrische Schwingungsener^ie erzeugt wird. Die für den Betrieb des Magnetrongenerators erforderlichen starken Magnetfelder werden gewöhnlichThe generator, which is widely used for generating high frequency electromagnetic oscillations for cooking found is the magnetron. This is excited by mains alternating voltages and current sources, the rectified ones Can generate voltages with values from 4 to 6 kV. Crossed electric and magnetic fields extend within an interaction area defined by a central cathode array and anode cavity resonators arranged on the periphery is limited. The electrons emitted by the heated cathode become the cavity resonators to accelerate and run in an essentially spiral around the path so that a circumferential ape-shaped Space charge is formed. The electrons exchange energy with the electric fields in the cavity resonators, resulting in extraordinarily high electrical oscillation energies is produced. The ones for the operation of the magnetron generator required strong magnetic fields are usually

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durch äußere Dauermagnete oder einen Elektromagneten gebildet. Die zwischen den Anoden- und Kathodenanordnungen angelegte Startspannung wird durch Spannungserhöhung und Gleichrichtung der Netzwechselspannung erzeugt. Die Vorrichtung hat von sich aus einen positiven Blindwiderstand, da Schwingungen nur erzeugt werden, wenn die Anoden-Hohlraumresqnator-Anordung mit Bezug auf die Kathode bei den abwechselnden Halbperioden positiv ist. Es werden daher Gleichrichterschaltungen in Kombination mit einem Hochspannungstransformator verwendet, um das Magnetron zu betreiben. Die Gleichrichtungseigenschaft oder -Charakteri äbik hat zahlreiche Schaltungs- und Stromversorgungsprobleme zur Regelung von Strom und Spannung zur Folge, besonders für Mikrowellenöfen, bai welchen das Magnetron dauernd betrieben wird. Weitere Einzelheiten der erwähnten Geräte sind in der Veröffentlichung "Microwave Magnetrons", Radiation Laboratories Series, Band 6, von G.B. Collins, McGraw-Hill Book Company, Inc. 1948» angegeben.formed by external permanent magnets or an electromagnet. The starting voltage applied between the anode and cathode assemblies is generated by increasing the voltage and rectifying it generated by the AC mains voltage. The device inherently has a positive reactance, since it only generates vibrations when using the anode cavity resonator With respect to the cathode in the alternating half-periods is positive. There are therefore rectifier circuits in combination with a high voltage transformer used to power the magnetron. The rectification property or character abik has numerous circuit and power supply problems for regulating current and voltage, especially for Microwave ovens, based on which the magnetron operated continuously will. Further details of the devices mentioned can be found in the publication "Microwave Magnetrons", Radiation Laboratories Series, Volume 6, by G.B. Collins, McGraw-Hill Book Company, Inc. 1948 »stated.

Zu Beginn jedes Arbeitszyklus wird die hohe Spannung zwiahen der Anode und der Kathode durch eine Stromversorgungsschaltung von der Art, wie sie in der USA-Patentschrift 3 396 342 beschrieben ist, angelegt. Eine solche Schaltung besitzt einen Konstantstromtransformator von hoher Streureaktanz mit einer Primärwicklung, die an Netzwechselspannungen von 120 oder 220 Volt und Frequenzen von 60 Hz angeschlossen ist. Eine Sekundärwicklung ist induktiv mit der Primärwicklung gekoppelt, wobei eine Doppelweg-Gleichrichterschaltung mit dieser Sekundärwicklung und der Kathodenanordnung in Reihe geschaltet ist. Ein gesonderter Transformator zum Vorwärmen des Kathodenheizfadens ist ebenfalls bei zahlreichen bekannten Vorrichtungen verwendet worden, um dieses Element vorzuwärmen, bevor die volle Spannung angelegt wird. Vom Gesichtspunkt dor Bedienungsperson ist es jedoch wünschenswert, den Mikrowellenofen mit einer möglichst kurzen Anlaf.idauer z'u betreiben. Nachdem der Magnetrongenerator voll erregt worden itit, setzen die Schwingungen an einem bestimmten Punkt der iJirom-iSp<..iuun_li^|:is-Kennlinie ein und erhalten BIch dann isu.L'bKt. ULd uchwln^un.'^m π ■ id jndooli JüweiUs nur in einem jln/.i-'-an i.loduu urw iisciiLAt the beginning of each duty cycle, the high voltage is applied between the anode and the cathode by a power supply circuit of the type described in U.S. Patent 3,396,342. Such a circuit has a constant current transformer of high leakage reactance with a primary winding which is connected to AC mains voltages of 120 or 220 volts and frequencies of 60 Hz. A secondary winding is inductively coupled to the primary winding, a full wave rectifier circuit being connected in series with this secondary winding and the cathode assembly. A separate transformer for preheating the cathode filament has also been used in numerous known devices to preheat this element before the full voltage is applied. From the point of view of the operator, however, it is desirable to operate the microwave oven with the shortest possible start-up time. After the magnetron generator has been fully excited, the vibrations continue at a certain point of the iJirom-iSp <.. iuun _l i ^| : is characteristic on and then get BIch isu.L'bKt. ULd uchwln ^ un. '^ M π ■ id jndooli JüweiUs only in a jln / .i -'- an i.loduu urw iisciiL

- c' - BAD ORIGINAL- c ' - BAD ORIGINAL

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und für den Dauerbetrieb ist es wichtig, daß die Vorrichtung anfänglich im richtigen Modus mit den "begleitenden Spannungen und Stromwerten "betrieben wird und dieser Betrieb mit dem gewünschten Schwingungsmodus fortgesetzt wird.and for continuous operation it is important that the device is initially operated in the correct mode with the "accompanying voltages and current values" and this operation with the desired vibration mode is continued.

Bei solchen Schaltungen entsteht hinsichtlich des Wertes dBr Leerlaufspannung beim erstmaligen Anlegen der hohen Spannung an Anode und Kathode ein Problem. Der Kathodenheizfaden beginnt Strom zu leiten, .so daß die Schaltung belastet wird und die Spannung fällt etwas bis zu dem Punkt, an welchem die Schwingungen einsetzen. Der weitere Betrieb an diesem Punkt, der normalerweise durch hohe Frequenz und ein hohes Spannungsniveau gekennzeichnet .ist, führt zu einer unstabilen Arbeitsweise. Die sehr hohen Temperaturen verkürzen die Kathodenlebensdauer und führen erhöht zu der Notwendigkeit, den Magnetrongenerator auszuwechseln. Da die Magnetrons wegen der längeren Lebensdauer für den Betrieb mit niedrigeren Spannungen ausgelegt sind, ist es wünschenswert, daß ein Schwingungsmodus niedrigerer Ordnung verwendet wird. Es wird daher zweckmäßig ein "Umspringen" vorgesehen, nachdem der Modus höherer Ordnung durch die anfänglich hohe Leerlauf-Einschwingspannung angeregt worden ist. Diese Einschwingspannung kann bis zu 12 bis 15 kV betragen, was wesentlich über dem normalen Betriebsbereich von 4 bis 6 kV liegt. Als Beispiel für das Problem, das beim Dauerbetrieb von Magnetrongeneratoren auftritt, kann anfänglich ein Modus hoher Ordnung von beispielsweise 5/3/8 als Folge der sehr hohen Einschwingspannung angeregt werden, während der gewünschte Schwingungsmodus der 4/4/8-Modus bzw, der gewöhnlich als "Pi"-Modus bezeichnete Schwingungszustand ist.With such circuits, there is an open circuit voltage with regard to the dBr value when the high voltage at the anode and cathode is a problem. The cathode filament begins to conduct current, so that the circuit is loaded and the voltage drops slightly to the point where the vibrations start. The further operation at this point, which is usually characterized by high frequency and high voltage level., leads to a unstable way of working. The very high temperatures shorten the cathode life and lead to the need to replace the magnetron generator. Because the magnetrons operate at lower voltages because of their longer service life are designed, it is desirable that a lower order vibration mode be used. It will therefore expediently a "switchover" is provided after the higher order mode due to the initially high no-load transient voltage has been suggested. This transient voltage can be up to 12 to 15 kV, which is considerably higher than normal Operating range from 4 to 6 kV. As an example of the problem that occurs with continuous operation of magnetron generators, may initially be a high order mode of, for example 5/3/8 are excited as a result of the very high transient voltage, while the desired oscillation mode of the 4/4/8 mode or which is the vibrational state commonly referred to as the "Pi" mode.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Magnetrons.tartschaltung so auszubilden, daß bei stabiler Betriebsweise eine Verlängerung der Lebensdauer des Magnetrongenerators möglich ist und mit Sicherheit der gewünschte Schwingungszustand beim Einschalten erreicht wird.The invention aims to achieve the object of designing a magnetrons.tart circuit in such a way that when it is more stable Operating mode an extension of the life of the magnetron generator is possible and certainly the desired one Oscillation state is reached when switching on.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spannungsquelle, ferner durch einen Hochspannungstransformator mit einer an die Spannungsquelle angeschlossenen Primärwicklung und einer Sekundärwicklung und durch Mittel zur Unterbrechung der Verbindung zur Spannungsquelle für ein bestimmtes Zeitintervall im Startzyklus der Schaltung.According to the invention, this object is achieved by a Voltage source, furthermore by a high-voltage transformer with a primary winding connected to the voltage source and a secondary winding and means for interrupting the connection to the voltage source for a certain time interval in the start cycle of the circuit.

Die Erfindung also ist auf eine elektrische Schaltung und ein Verfahren für den Betrieb eines Mokrowellenofens mit einer momentanen Unterbrechung bei einem bestimmten Zeitintervall nach dem Beginn des Startzyklus gerichtet. Die hohe Spannung an der Anode und der Kathode des Generators mit einer Doppelwegoder Halbweg-Spannungsverdopplerschaltung steigt auf ihre übliche Höhe an, um an diesem Punkt die Stromleitung einzuleiten, und die Vorrichtung hat dann die Neigung, im höheren oder weniger wirksamen Modus zu arbeiten. Es wird nun eine momentane Unterbrechung der Schaltung durch geeignete Mittel, beispielsweise durch einen Verzögerungszeitschalter, vorgesehen, damit die Spannung am Generator auf Null abfällt. Nach einer bestimmten Zeit von etwa 0,1 bis 0,4 Sekunden wird die Spannungsquelle von neuem angelegt. Der Heizfaden der Kathode, der anfänglich durch die Startspannung geheizt wurde, bleibt ausreichend warm, damit die Stromleitung sofort beginnen kann. Die Schwingungen setzen nun auf der Anstiegsseite des Impulses bei einem stabileren und wirksameren Niederspannungsniveau ein, das für den neuen Betriebsmodus gültig ist.The invention is therefore based on an electrical circuit and a method for operating a microwave oven with a momentary interruption at a certain time interval after the start of the start cycle. The high tension at the anode and cathode of the generator with a full-wave or half-wave voltage doubler circuit rises to their usual Height to initiate the power line at that point, and the device then has the inclination to be higher or less effective mode to work. There is now a momentary interruption of the circuit by suitable means, for example by a delay timer, provided so that the voltage on the generator drops to zero. After a certain Time of about 0.1 to 0.4 seconds is the voltage source created anew. The filament of the cathode, which is initially was heated by the starting voltage, remains sufficiently warm so that the power line can start immediately. The vibrations now set in on the rising side of the pulse at a more stable and effective low voltage level, the is valid for the new operating mode.

Der Mikrowellengenerator arbeitet in diesem Modus bis zum Ende des Arbeitszyklus weiter, wenn das Magnetron abgeschaltet wird. The microwave generator works in this mode up to to the end of the duty cycle when the magnetron is turned off.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings. It demonstrate:

Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Startschaltung, Fig. 1 is a circuit diagram of a starting circuit according to the invention,

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Fig. 2 die Strom-Spannungs-Kennlinie eines Magnetrongenerators mit Dauermagneten,2 shows the current-voltage characteristic of a magnetron generator with permanent magnets,

Pig. 3 eine Darstellung eines Spannungsverlaufes im Zeitmaßstab aufgetragen, welche die Arbeitsweise eines Magnetrongenerators mit einer erfindungsgemäßen Startschaltung zeigt,Pig. 3 shows a representation of a voltage curve in Plotted time scale showing the operation of a magnetron generator with an inventive Start circuit shows

Pig. 4 eine schaubildliche Ansicht eines Mikrowellenofens, Pig. 4 is a perspective view of a microwave oven;

Pig. 5 eine Ansicht des in Figur 4 dargestellten Mikrowellenofens im Vertikalschnitt undPig. 5 is a view of the microwave oven shown in FIG in vertical section and

Fig. 6 eine Seitenansicht eines in dem dargestelltenFig. 6 is a side view of one shown in the one shown

Mikrowellenofen verwendeten Magnetrongenerators.Microwave oven used magnetron generator.

Vor der Beschreibung von Einzelheiten einer Ausführungsform der Erfindung sei ein Mikrowellenofen 10 in Verbindung mit Figur 4 und 5 beschrieben. Der nachstehend näher beschriebene Magnetrongenerator 12 strahlt mit Mikrowellenfrequenzen von 2450 MHz, was einer Wellenlänge von etwa 12,5 cm im Raum entspricht. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung bezieht sich die Bezeichnung "Mikrowellen" auf die elektromagnetische Strahlung in demjenigen Teil.des Spektrums, der Wellenlängen von 30 cm bis 1 mm umfaßt. Rechteckige leitende Wände 14 begrenzen einen Heizraum 16 mit einer Zugangsöffnung, die durch eine Tür 18 verschlossen ist, welche durch einen Handgriff 20 betätigt werden kann.Before describing details of one embodiment of the invention, a microwave oven 10 should be connected with FIGS. 4 and 5 described. The magnetron generator 12, which is described in more detail below, radiates at microwave frequencies of 2450 MHz, which corresponds to a wavelength of about 12.5 cm in space. For the purposes of the present description the term "microwaves" refers to the electromagnetic radiation in that part of the spectrum, which includes wavelengths from 30 cm to 1 mm. Rectangular conductive walls 14 delimit a boiler room 16 with an access opening which is closed by a door 18 which through a handle 20 can be operated.

Benachbart der Zugangsöffnung ist ein Schaltfeld 22 angeordnet, hinter welchem sich der' elektromagnetische Generator und die Hochspannungsquelle befinden. Das Feld 22 trägt einen ^-Minuten-Zeitschalter 24 sowie einen Zeitschalter 26 für einen längeren Zeitraum von beispielsweise 30 Minuten. Auf dem Feld sind ferner ein Einschaltknopf 28, ein Ausschaltknopf 30 und ein Lichtschalter 32 angeordnet.A switch panel 22, behind which the electromagnetic generator is located, is arranged adjacent to the access opening and the high voltage source. The field 22 carries a ^ -minute time switch 24 and a time switch 26 for a longer period of time, for example 30 minutes. A switch-on button 28, a switch-off button 30 and a light switch 32 are also arranged on the field.

Der Magnetrongenerator 12 ist mit der Hochspannungs-The magnetron generator 12 is connected to the high voltage

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quelle und mit elektrischen Regelorganen verbunden» die allgemein durch den Block 34 gekennzeichnet sind. Die Mikrowellenenergie wird vom Generator durch eine Antenne oder Sonde 36, die innerhalb eines dielektrischen Domes 38 angeordnet ist, einem anregenden rechteckigen Hohlleiterabschnitt 40 zugeführt, der dazu dient, die Energie der gewünschten Frequenz in den Raum 16 zu leiten. Der Hohlleiter 40 ist an seinem einen Ende durch eine Wand 42 kurzgeschlossen und am inneren Ende 44 offen. Die Energie kann durch beliebige,an sich bekannte Mittel, beispielsweise durch ein Flügelrad 46 mit einer Anzahl von Flügeln 48, welche von einem Motor 50 angetrieben werden, wirksam verteilt werden. Das zu beheizende bzw. zu behandelnde Gut ist auf einer dielektrischen Platte 52 innerhalb des Baumes 16 gelagert.source and connected with electrical regulating organs »the general are indicated by block 34. The microwave energy is powered by the generator through an antenna or probe 36 which is arranged within a dielectric dome 38, fed to a stimulating rectangular waveguide section 40, which serves to conduct the energy of the desired frequency into the room 16. The waveguide 40 is at one end short-circuited by a wall 42 and open at the inner end 44. The energy can by any means known per se, for example by an impeller 46 with a number of vanes 48, which are driven by a motor 50, effective be distributed. The material to be heated or treated is on a dielectric plate 52 within the tree 16 stored.

Figur 6 zeigt ein Beispiel eines Magnetrongenerators 12. Ein leitendes Gehäuse 54, welches die Anode bildet, ist mit einer Anzahl von am Umfang angeordneten Hohlraumresonatoren sowie mit einer mit einem Heizfaden versehenen mittigen Kathode ausgestattet. Bei dem Magnetfelderzeuger 56 dieser Ausführungsform handelt es sich um Dauermagneten, wobei das Magnetfeld durch die Teile 58 und 60 geformt wird. Eine im wesentlichen U-förmige Halterung bzw. ein Gehäuse 62 umgibt die Magnete und bildet den magnetischen Schließungskreis. Die Antenne oder Sonde 36 und der domförmige bzw. kuppeiförmige Teil 38 ragen aus dem Gehäuse 62 heraus. Die Hochspannungszuleitungen 64 und 66 sind mit der Hochspannungssehaltung durch einen hochfrequenz-abgeschirmten Überbrückungskondensator, der innerhalb eines kastenförmigen Teils 68 angeordnet ist, gekoppelt. Dieses Bauelement ist an einer Platte 70 befestigt, die ihrerseits am Gehäuse 62 befestigt ist. Kühlrippen 72 haben Berührung mit dem leitenden Gehäuse 54, damit eine raeche KUhlung, beispielsweise durch umgewälzte Luft, erzielt werden kann, um die innerhalb der Vorrichtung durch die Hochfrequenz-Schwingungen erzeugte Wärme abzuleiten.FIG. 6 shows an example of a magnetron generator 12. A conductive housing 54, which forms the anode, is included a number of circumferentially arranged cavity resonators and a central cathode provided with a filament fitted. The magnetic field generator 56 of this embodiment is a permanent magnet, with the magnetic field formed by parts 58 and 60. A substantially U-shaped holder or housing 62 surrounds the magnets and forms the magnetic circuit. The antenna or probe 36 and dome-shaped portion 38 protrude from the housing 62. The high voltage leads 64 and 66 are connected to the high voltage circuit through a high frequency shielded bypass capacitor that is inside a box-shaped part 68 is arranged, coupled. This component is attached to a plate 70, which in turn is attached to the housing 62. Cooling fins 72 have contact with the conductive housing 54 so that a surface Cooling, for example by circulated air, can be achieved around the inside of the device by the high frequency vibrations dissipate generated heat.

Für die Beschreibung der Arbeitsweise des erfindun^a_trmäßen Mikrowellenofens sowie des Arbeitsverfahrens wirdFor the description of the operation of the erfindun ^ a _t rmäßen microwave oven and method of operation

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auf Figur 1 verwiesen. Eine Wechselstromquelle 74 in Form eines herkömmlichen Wechselspannungsnetzes ist durch Verbindung sleitungen 76 und 78 mit der Hochspannungsschaltung über einen handbedienbaren Ein- und Ausschalter 80 gekoppelt. Ein Streureaktanztransformator 82 ist mit seiner Primärwicklung 84 an die Netzleitungen angeschaltet. Die Sekundärwicklung ist mit der Primärwicklung induktiv gekoppelt und gewöhnlich wird bei den Aufwärtstransformatoren, die bei einem solchen Gerät verwendet werden, ein Windungsverhältnis von 40-50: verwendet. Eine Doppelweg-Spannungsverdopplerschaltung 88 ist mit der Sekundärwicklung 86 in Reihe geschaltet, um die starken elektrischen Felder erzeugen zu können, die für die Kathode 90 des Magnetrons 12, dessen Gehäuse 54 bei 92 geerdet ist, erforderlich sind. Die Kathode ist gewöhnlich eine direkt geheizte Kathode, beispielsweise eine thorierte Wolframkathode, die karbonisiert worden ist. Um die Elektronenemissionstemperaturen zu erreichen, wird eine Wechselspannung von etwa 3,0 Volt mittels einiger Windungen der Sekundärwicklung 86a erzeugt und unmittelbar an den Heizfaden angelegt.refer to Figure 1. An AC power source 74 in the form of a conventional AC voltage network is through connection lines 76 and 78 to the high voltage circuit a hand-operated on and off switch 80 is coupled. A leakage reactance transformer 82 is with its primary winding 84 connected to the power lines. The secondary winding is inductively coupled to the primary winding and is common is used with the step-up transformers that are used in such a Device used, a turns ratio of 40-50: used. A two-way voltage doubler circuit 88 is connected in series with the secondary winding 86 in order to be able to generate the strong electric fields required for the Cathode 90 of magnetron 12, the housing 54 of which is grounded at 92 is required. The cathode is usually a directly heated cathode, for example a thoriated tungsten cathode, that has been carbonized. To reach the electron emission temperatures, an alternating voltage of about 3.0 volts generated by means of a few turns of the secondary winding 86a and applied directly to the filament.

Der vorangehend in Verbindung mit Figur 6 beschriebene Magnetrongenerator 12 besitzt ferner eine Anzahl Hohlraumresonatoren 94» welche in der Umfangsrichtung um die Kathode 90 herum angeordnet ist. Die Hochfrequenzschwingungen sind vom Generator 12 durch eine Kopplungsschleife 96 mit der Antenne oder Sonde gekoppelt.The magnetron generator 12 described above in connection with FIG. 6 also has a number of cavity resonators 94 »which is arranged around the cathode 90 in the circumferential direction. The high frequency vibrations are from Generator 12 through a coupling loop 96 to the antenna or probe coupled.

Die Doppelweg-Spannungsverdopplerschaltung ΘΘ besitzt Dioden 98 und 100 sowie Kondensatoren 102 und 104. Im Betrieb fließt, wenn das Ende der Sekundärwicklung 86, das mit der Leitung 106 verbunden ist, positiv gepolt ist, Strom durch die Halbleiterdiode 100, um den Kondensator 104 auf die Eingangs-Scheitelspannung von einem bestimmten Wert aufzuladen. Die Halbleiterdiode 98 bleibt nichtleitend. Bei der nächsten Halbperiode wird die Leitung 108 positiv, so daß kein Strom durch die Diode 100 fliessen kann. Der Kondensator 102 wird auf die Eingangs-Seheitelspannung aufgeladen, wenn die DiodeThe full-wave voltage doubler circuit ΘΘ has Diodes 98 and 100 and capacitors 102 and 104. In operation, when the end of the secondary winding 86 that connects to the Line 106 is connected, positive polarity, current through the semiconductor diode 100 to the capacitor 104 to the input peak voltage charge of a certain value. The semiconductor diode 98 remains non-conductive. At the next The line 108 becomes positive half-cycle, so that no current can flow through the diode 100. The capacitor 102 becomes charged to the input Seheitelvoltage when the diode

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98 leitend ist. Die gleichgerichtete Gesamtausgangsspannung an Anode und Kathode des Magnetrongenerators 12 ist die Summe der Ladungen oder annähernd gleich der doppelten Spannung von jedem Kondensator 102 und 104· Es können aber auch andere Gleichrichterschaltungen verwendet werden, beispielsweise Halbweg-Spannungsverdoppler sowie Spannungsverdreifächer oder -vervierfacher. Natürlich wird, da der Magnetrongenerator ein im wesentlichen in einer Richtung wirkendes Organ ist, eine Gleichrichtung für einen Teil jeder Periode erhalten, wenn die Anode mit Bezug auf die Kathode positiv ist.98 is conductive. The rectified total output voltage at the anode and cathode of the magnetron generator 12 is the sum of the charges or approximately equal to twice the voltage of each capacitor 102 and 104 · but others can also Rectifier circuits are used, for example half-wave voltage doublers and voltage triples or - quadruple. Of course, there will be the magnetron generator is an essentially unidirectional organ, receive rectification for part of each period, when the anode is positive with respect to the cathode.

Mit Rücksicht auf bestimmte extrem hohe Leerlauf-Überspannungen, die beim Schließen des Hauptschalters auftreten und bis zu 12 bis 15 kV betragen können, geschieht das Anlegen der vollen Netzspannung an die Leitung zur Primärwicklung 84 vorzugsweise stufenweise mit einem geeigneten in Reihe geschalteten Widerstand 110, der anfänglich eingeschaltet ist. Ein elektromagnetisches Relais 112 sorgt für das gleichzeitige Schließen und Öffnen dieses Teils der Schaltung der Primärwicklung an den Kontakten 114 und 116 mittels eines Kontaktstückes 118· Wenn die Kontakte öffnen, wird durch einen Widerstand 110, der beispielsweise einen Wert von 10 0hm hat, ein zusätzlicher Widerstandswert während der ersten Stufe der Startperiode eingeschaltet. Es können verschiedene Relaisbetätigungsorgane 112 vorgesehen werden, beispielsweise eine RC-Schaltung mit einem Halbleiterdiodenwiderstand und einem Kondensator oder anderen geeigneten Mitteln, damit das Anlegen der vollen Netzspannungen während der anfänglichen Einschaltperiode der Schaltung stufenweise erfolgt.With regard to certain extremely high no-load overvoltages that occur when the main switch is closed and can be up to 12 to 15 kV, the full mains voltage is applied to the line to the primary winding 84 preferably stepwise with a suitable series connected resistor 110 initially turned on is. An electromagnetic relay 112 ensures the simultaneous closing and opening of this part of the Connection of the primary winding at contacts 114 and 116 by means of a contact piece 118 · When the contacts open, a resistor 110, for example a Value of 10 ohms, an additional resistance value is switched on during the first stage of the start period. It can be different Relay actuators 112 may be provided, for example an RC circuit with a semiconductor diode resistor and a capacitor or other suitable means to allow the application of full line voltages during the initial Switch-on period of the circuit takes place in stages.

Anhand von Figur 2 seien die Vorgänge hinsichtlich des Arbeitsmodus beim Starten in der bisher bekannten Weise beschrieben. Beim Schließen des Hauptschalters 8Θ erreicht die Spannung an der Anode und der Kathode einen Punkt A, der beispielsweise im Bereich von 7 bis Q kV liegen kann. · Die otrom-ÜpmmuniTs-Kennlinie für das Magnetron ibt durch die Linie 1ΓΟ anreg^ben. Wenn der Knttiodenheizl'oden beheiztWith reference to Figure 2, the processes with regard to the working mode when starting are described in the previously known manner. When the main switch 8Θ is closed, the voltage at the anode and the cathode reaches a point A, which can be, for example, in the range from 7 to Q kV. · The otrom-ÜpmmuniTs characteristic for the magnetron is stimulated by the line 1ΓΟ. When the diode heater is heated

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wird, beginnt der Generator Strom zu leiten, wobei die Spannung auf den Punkt B fällt. Die Linie 122 gibt den Modus des Schwingungszustandes von hoher Ordnung an, der eine Frequenz von etwa 4420 MHz haben kann, was wesentlich höher als die 2450 MHz ist, die für den normalen Betrieb des Mikrowellenofens erforderlich sind. Der weitere Betrieb des Generators in dem höheren Frequenzmodus mit den entsprechend viel höheren Spannungen ergibt eine extrem kurze Lebensdauer für die Kathode und eine unstabile Arbeitsweise, Es ist daher ein Umspringen auf einen wünschenswerten Betriebsmodus, wie beispielsweise durch die Linie 124 und den Punkt C angezeigt, erforderlich. Bei einer Ausführungsform wurde festgestellt, daß, wenn eine momentane Unterbrechung im Startzyklus z.B. durch einen automatischen Verzögerungszeitschalter 126, der einen Schalter 128 betätigt, vorgesehen wird, die Spannung an dem Magnetrongenerator nicht sofort auf Null abfällt und der Heizfaden ausreichend heiß bleibt, um den Leitungszustand beim erneuten Anlegen der vollen Netzspannungen wieder herbeizuführen. Die momentane Unterbrechung im Startzyklus hat zu einem Umspringen auf ein neues Betriebsniveau geführt, wenn die Unterbrechung nach einer Zeit von etwa 3 bis 5 Sekunden nach der Erregung der Schaltung stattfindet. Die Dauer der momentanen Unterbrechung ist charakteristisch von der Größenordnung von 0,1 bis 0,4 .Sekunden, bevor die volle Netzspannung erneut angelegt wird.the generator begins to conduct electricity, with the voltage falls on point B. The line 122 indicates the mode of the high order vibrational state, the one frequency of about 4420 MHz, which is much higher than the 2450 MHz required for normal operation of the microwave oven required are. The further operation of the generator in the higher frequency mode with the correspondingly much higher Stress results in an extremely short life for the cathode and an unstable operation, it is therefore a Jump to a desirable mode of operation, such as indicated by line 124 and point C, necessary. In one embodiment it was found that if there is a momentary interruption in the start cycle, for example by an automatic delay timer 126, the a switch 128 is actuated, the voltage at the magnetron generator does not immediately drop to zero and the filament stays hot enough to maintain the conduction condition to be brought about again when the full mains voltage is applied again. The current interruption in the start cycle has led to a switch to a new operating level, if the interruption after a time of about 3 to 5 seconds takes place after energizing the circuit. The duration of the momentary interruption is characteristic of of the order of 0.1 to 0.4 seconds before the full line voltage is reapplied.

In Figur 3 sind die Ergebnisse der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung und des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Betrieb des Magnetron-Mikrowellenofens dargestellt, Bei dieser Darstellung sind die Schwingungen bei den jeweiligen Spannungswerten über der Zeit aufgetragen. Anfänglich wird mit den Spannungswerten vom Punkt A aus ein Punkt erreicht, der durch den Buchstaben B bezeichnet ist, an welchem die Wellenform 132 eines stetigen Schwingungszustandes erhalten wird. Der woitere Betrieb bei diesem hohen Spannungspegel f^:jhrt Lediglich zur Überhitzung der Kathode und zu einer verkürzten Lebensdauer des Generators. Die momentaneFIG. 3 shows the results of the electrical circuit according to the invention and the method according to the invention for operating the magnetron microwave oven. In this illustration, the vibrations at the respective voltage values are plotted over time. Initially, the voltage values from point A reach a point indicated by the letter B at which the waveform 132 of a steady state of vibration is obtained. The woitere operating at this high voltage level ^f: jhrt Merely for overheating of the cathode, and in a shortened life of the generator. The current one

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Unterbrechung, welche durch die Spitze 130 angegeben ist, ergibt die Wellenform 134 bei dem am Punkt C angegebenen neuen, niedrigeren Spannungsniveau. Die stetigen Schwingungen bei diesem Spannungspegel stellen den gewünschten Betriebsmodus bei gleichzeitiger Stabilität und längerer Lebensdauer aufgrund der Anwendung der Erfindung dar. Der Betriebspunkt bleibt an dieser Stelle, bis die Hochspannungsschaltung durch das Öffnen des Hauptschalters 80, beispielsweise am Ende der Arbeitsperiode oder bei einem Netzausfall wieder entregt wird.Interruption, which is indicated by the tip 130, yields waveform 134 at the new, lower voltage level indicated at point C. The constant vibrations at this voltage level represent the desired operating mode with simultaneous stability and longer service life due to the application of the invention. The operating point remains at this point until the high voltage circuit through opening the main switch 80, for example at the end of the working period or in the event of a power failure, is de-energized again will.

Im Rahmen der Erfindung können verschiedene andere Mittel zur momentanen Unterbrechung der Schaltung der Primärwicklung vorgesehen werden, so daß die Erfindung nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt ist.Various other Means are provided for the momentary interruption of the circuit of the primary winding, so that the invention does not apply to the illustrated and described embodiment is limited.

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Claims

1J magnetron start circuit, characterized by a Voltage source (74), further by a high voltage transformer (82) with one connected to the voltage source Primary winding (84) and a secondary winding (86) and by means (126, 128) for interrupting the connection to Voltage source for a specific time interval in the start cycle the circuit. "

2. A circuit according to claim 1, characterized in that a main on-switch (80) for exciting the circuit is provided and that said means (126, 128) connected in series in the connection to the voltage source (74) lie.

3. A circuit according to claim 2, characterized in that the main power switch (80) and a said means forming time switches (126, 128) lie in series in the connection to the voltage source (74) and that by means of the time switch the application of at least the during a certain time interval after closing the main switch full power source voltage is interruptible.

4. Circuit according to one of claims 1 to 3> characterized in that when one or the main switch (80) is in the closed position, the voltage of the voltage source (74) can be reapplied to the circuit for a certain time after the connection to the voltage source has been interrupted.

5. Circuit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the secondary winding (86) is placed on the anode (54) and cathode (90) of the magnetron (12). ¹

6. Circuit according to claim 5, characterized in that that between the secondary winding (86) and the cathode (90)

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of the magnetron (12) a rectifier circuit (98, 100, 102, 104) is provided.

7. Circuit according to claim 6, characterized in that that the rectifier circuit is a double-wave voltage doubling circuit (98, 100, 102, 104) is

8. Circuit according to claim 6, characterized in that that the rectifier circuit is a half-wave voltage doubler circuit is.

9. Circuit according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the means for interrupting the connection to the voltage source (74) by an automatic operating timers (128, 126) are formed; which opens the connection to the voltage source briefly at a certain point in time when the circuit is connected and closes again.

10. Circuit according to one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the interruption of the connection to the voltage source (74) for a period of 0.1 seconds takes up to 0.4 seconds.

11. Circuit according to one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the interruption of the connection to the voltage source (74) after a time of about 3 seconds takes place up to 5 seconds after energizing the circuit.

12. Use of a circuit according to one of claims 1 to 11 for a microwave oven with a heating space enclosed by conductive walls. _Λ

13. Procedure for operating a microwave oven, daduroh characterized that the supply of energy to the microwave generator interrupted at a certain point in time int the start cycle and the interruption time during a certain time interval is maintained.

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