DE3916801C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Feststellen des Ausfalls eines Magnetrons oder einer zum Speisen eines Magnetrons verwendeten Energieversorgungseinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Ver­ fahrens.

Magnetrons zur Erzeugung von Mikrowellenenergie sind bekannt; beispielsweise werden sie in Mikrowellenöfen und elektroden­ losen Lampen angewendet.

Unvermeidbar entstehen von Zeit zu Zeit bei solchen Systemen Probleme, die dazu führen, daß die Lampen erlöschen oder der Mikrowellenofen keine Wärme erzeugt. Im Falle elektrodenlo­ ser Lampen war es bisher bei einem solchen Fehler üblich, durch die Methode "Versuch und Irrtum" zu bestimmen, welche Komponente des Systems ausgefallen ist; dabei wurden zunächst der Lampenkolben, dann das Magnetron und schließlich die Energieversorgungseinheit ersetzt.

Aus der US 41 75 246 ist eine Energieversorgungseinheit zum Speisen eines Magnetrons bekannt, bei der das geschil­ derte Problem auftreten kann. Fig. 1 dieser Druckschrift zeigt das Schaltbild einer Vollweg-Spannungsverdopplerschal­ tung, die einem Magnetron 2 Energie zuführt. An die Eingangs­ klemmen 4 und 6 wird eine Wechselspannung angelegt, und die dem Magnetron zugeführte Ausgangsspannung ist eine gepulste Vollwellen-Gleichspannung. Diese Schaltung ist in der US 41 75 246 beschrieben. In der Schaltung von Fig. 1 ist der Transformator 8 ein Transformator mit hoher Streureaktanz, der eine Primärwicklung 10 und eine Sekundärwicklung 12 auf­ weist. Das Magnetron 2 ist so ausgelegt, daß es mit einer gepulsten Gleichspannung zur Erzeugung von Mikrowellenener­ gie betrieben werden kann.

Die Katode 16 des Magnetrons liegt in bezug auf die auf Mas­ sepotential liegende Anode 18 an einer hohen Spannung. Eine Wicklung 20 des Transformators liefert die Energie zum An­ steuern des Heizdrahts 22 des Magnetrons.

Die in Fig. 2 dieser genannten Druckschrift dargestellte Schaltung ist eine Halbweg-Spannungsverdopplerschaltung; ihre Arbeitsweise gleicht der Vollweg-Spannungsverdoppler­ schaltung von Fig. 1 mit der Ausnahme, daß sie anstelle der Vollweggleichrichtung der Eingangsspannung eine Halbweg­ gleichrichtung durchführt.

Bei Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Schaltung zum Speisen eines Magnetrons ist es jedoch nicht möglich, eine zweifelsfreie Anzeige darüber zu erzeugen, ob ein Systemaus­ fall vom Magnetron oder von der Energieversorgungseinheit hervorgerufen wurde.

Der Netzstrom I_s und der Magnetronstrom I_m für verschiedene Fehlerbedingungen des Magnetrons und der Energieversorgungs­ einheit sind nachfolgend angegeben. Einfachheitshalber sind diese Größen im Zusammenhang mit der Halbweg-Spannungsver­ dopplerschaltung von Fig. 2 angegeben, obwohl auch die Voll­ weg-Spannungsverdopplerschaltung zu den gleichen Zweideutig­ keiten führt.

Bedingungen bei einem Ausfall des Magnetrons

Bedingungen bei einem Ausfall der Energieversorgung

Es ist zu erkennen, daß bei einer Überwachung des Netzstroms I_s und des Magnetronstroms I_m nicht festgestellt werden kann, ob das Magnetron oder die Energieversorgung ausgefallen ist. Beispielsweise führt ein unterbrochener Kondensator zu den gleichen Bedingungen wie ein unterbrochener Heizdraht am Magnetron, während ein unterbrochenes Magnetron die gleichen Bedingungen wie eine unterbrochene Sekundärwicklung des Transformators hervorruft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit dem automatisch und zweifelsfrei angezeigt werden kann, welche der Komponenten ausgefallen ist, das Magnetron oder seine Energieversorgungseinheit. Außerdem soll eine Vorrich­ tung zum Durchführen des Verfahrens geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten gelöst. Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist im Anspruch 9 angegeben. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch die Auswertung der in den Transformatoren fließenden Ströme festgestellt werden, ob das Magnetron oder seine Energiever­ sorgungseinheit ausgefallen ist. Auf diese Weise lassen sich Störungen gezielter und damit schneller beseitigen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild der oben erläuterten bekannten Vollweg-Spannungsverdopplerschaltung zum Zuführen von Energie zu einem Magnetron,

Fig. 2 ein Schaltbild einer oben ebenfalls bereits erläu­ terten bekannten Halbweg-Spannungsverdopplerschal­ tung zum Zuführen von Energie zu einem Magnetron,

Fig. 3 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Doppel-Halbweg-Spannungsverdoppler­ schaltung angewendet wird,

Fig. 4 eine Darstellung des Verlaufs der Versorgungsspan­ nung V_s und

Fig. 5 eine Darstellung des resultierenden Magnetron­ stroms I_m.

Die zu beschreibende Schaltung von Fig. 3 enthält eine Ener­ gieversorgungseinheit in Form einer Doppel-Halbweg-Spannungs­ verdopplerschaltung, wie sie in der US 41 75 246 beschrie­ ben ist.

Die Doppel-Halbweg-Spannungsverdopplerschaltung ergibt tat­ sächlich eine Vollweggleichrichtung. Es ist dabei auf Fig. 4 Bezug zu nehmen, in der die Eingangsspannung V_s dargestellt ist, während Fig. 5 den resultierenden impulsförmigen Magne­ tron-Gleichstrom I_m zeigt. Nach Fig. 3 weisen die Transfor­ matoren 40 und 42 Primärwicklungen 44 bzw. 46 auf, die pa­ rallelgeschaltet sind. Die Sekundärwicklungen 48 und 50 sind in Serie geschaltet, wobei ihr gemeinsamer Anschluß an Masse liegt. Die Gleichrichter 52 und 54 sind einander entgegenge­ richtet angeschlossen, während die Gleichrichter 56 und 58 mit ihren Anoden gemeinsam an die Katode des Magnetrons an­ geschlossen sind. Der Transformator enthält auch eine Wick­ lung zum Speisen des Heizdrahts des Magnetrons, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Bei Verwendung der Schaltung von Fig. 3 kann eine zweifels­ freie Anzeige darüber erhalten werden, ob das Magnetron oder die Energieversorgungseinheit ausgefallen sind, indem die Transformator-Primärströme gemäß gewissen Algorithmen ver­ arbeitet werden.

Wenn die Transformator-Primärströme mit I_t1 und I_t2 bezeich­ net werden und wenn gilt:

I_t1 + I_t2 = I_s,

dann hat sich gezeigt, daß dann, wenn I_t1 um 50% größer als I_t2 ist oder wenn I_t2 um 50% größer als I_t1 ist, ein Fehler in der Energieversorgungseinheit aufgetreten ist. Wenn ande­ rerseits innerhalb von 25% I_t1 ungefähr gleich I_t2 ist, dann liegt kein Fehler in der Energieversorgungseinheit vor.

Wenn I_t1+I_t2 um mehr als 25% von den vorgegebenen Werten abweicht (größer oder kleiner ist), jedoch I_t1 innerhalb von 25% ungefähr gleich I_t2 ist, dann ist das Magnetron ausge­ fallen, während die Energieversorgungseinheit einwandfrei arbeitet.

Es sei bemerkt, daß die Auswertung auf der Annahme beruht, daß die Doppel-Schaltungsabschnitte der Energieversorgungs­ einheit nicht gleichzeitig ausfallen, was für die Praxis zu­ trifft, da die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Aus­ falls extrem niedrig ist.

Nach Fig. 3 werden die Transformator-Primärströme I_t1 und I_t2 einem Prozessor 70 über Abgreiftransformatoren 77 und 79 zugeführt, damit die notwendigen mathematischen Operationen durchgeführt werden. Diese Operationen werden in einer für den Fachmann bekannten Art und Weise beispielsweise durch geeignete Programmierung eines Mikroprozessors ausgeführt.

Das Ausgangssignal des Prozessors 70 wird einer Anzeigeein­ heit 72 zugeführt, damit eine Angabe wiedergegeben wird, ob es sich bei dem ausgefallenen Bauteil um das Magnetron oder die Energieversorgungseinheit handelt; falls die Energiever­ sorgungseinheit betroffen ist, wird angezeigt, welcher der beiden Abschnitte fehlerhaft ist. In einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung ist die Anzeigeeinheit eine Leuchtdioden- oder Flüssigkristallanzeige.

Es ist somit eine relativ einfache und konstengünstige Mög­ lichkeit zum zweifelsfreien Bestimmen von Fehlern in einem Magnetron-Energieversorgungs-System geschaffen worden.

Die Beschreibung bezog sich allgemein auf ein Magnetron- Energieversorgungs-System zum Speisen einer elektrodenlosen Lampe oder eines Mikrowellenherds, doch ist auch eine Anwen­ dung des beschriebenen Verfahrens auf Magnetron-Energiever­ sorgungssysteme ohne Rücksicht auf die Endanwendung möglich.

Claims (11)

1. Verfahren zum Feststellen des Ausfalls eines Magnetrons oder einer zum Speisen eines Magnetrons verwendeten Energie­ versorgungseinheit, die das Magnetron mittels einer Doppel- Halbweg-Spannungsverdopplerschaltung speist, die doppelte erste und zweite Schaltungsabschnitte einschließlich erster und zweiter Transformatoren aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe eines ersten, in der Primärwicklung (44) des ersten Transformators (40) fließenden Stroms (I_t1) erfaßt wird, daß die Größe eines zweiten, in der Primärwicklung (46) des zweiten Transformators (42) fließenden Stroms (I_t2) erfaßt wird und daß die Größen des ersten und zweiten Stroms (I_t1, I_t2) verglichen werden, um zu bestimmen, ob der erste Strom (I_t1) um mehr als einen gewissen Betrag größer als der zweite Strom (I_t2) ist oder der zweite Strom (I_t2) um mehr als einen gewissen Betrag größer als der erste Strom (I_t1) ist, wodurch bestimmt wird, ob in der Energieversorgungseinheit ein Fehler vorliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Strom summiert werden und daß be­ stimmt wird, ob die Summe um mehr als ein erstes Kriterium außerhalb einer vorgegebenen Größe liegt und ferner bestimmt wird, ob die Differenz des ersten und des zweiten Stroms kleiner ist als ein zweites Kriterium, wodurch bestimmt wird, ob das Magnetron ausgefallen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß angezeigt wird, daß der erste Energieversorgungsteil der Spannungsverdopplerschaltung ausgefallen ist, wenn der zweite Strom (I_t2) um mehr als den gewissen Betrag größer als der erste Strom (I_t1) ist und daß angezeigt wird, daß der zweite Energieversorgungsteil der Spannungsverdopplerschaltung ausgefallen ist, wenn der erste Strom (I_t1) um mehr als den gewissen Betrag größer als der zweite Strom (I_t2) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmt wird, ob der erste oder der zweite Strom (I_t2) we­ sentlich größer als normal geworden ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingung, daß ein um einen gewissen Betrag größerer Be­ trag vorliegt, bei einer Erhöhung um 50% erfüllt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kriterium bei etwa 25% liegt und daß das zweite Kriterium bei einer Differenz von etwa 25% liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungen, daß der um einen gewissen Betrag größere Be­ trag vorliegt, bei einer Erhöhung um 50% erfüllt ist, daß das erste Kriterium etwa 25% beträgt und daß das zweite Kriterium eine Differenz von etwa 25% ist.

8. Verfahren nach Anspruch 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungsschaltung zum Speisen einer elektroden­ losen Lampe verwendet wird.

9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Abgreiftransformator (77) zum Erfassen der Größe eines er­ sten Stroms (I_t1), der in der Primärwicklung (44) des ersten Transformators (40) fließt, einen Abgreiftransformator (79) zum Erfassen der Größe eines zweiten Stroms (I_t2), der in der Primärwicklung (46) des zweiten Transformators (42) fließt, und einen Prozessor (70) zum Vergleichen der Größe des ersten Stroms (I_t1) mit der Größe des zweiten Stroms (I_t2), um zu bestimmen, ob der erste Strom (I_t1) um mehr als einen gewissen Betrag größer als der zweite Strom (I_t2) ist oder ob der zweite Strom (I_t2) um mehr als einen gewissen Be­ trag größer als der erste Strom (I_t1) ist, wodurch bestimmt wird, ob in der Energieversorgungseinheit ein Fehler aufge­ treten ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (70) den ersten und den zweiten Strom summiert, bestimmt, ob die Summe um mehr als ein erstes Kri­ terium von einer vorgegebenen Größenangabe abweicht, und ferner bestimt, ob die Differenz der beiden Ströme kleiner als ein zweites Kriterium ist, wodurch bestimmt wird, ob das Magnetron ausgefallen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (70) ferner bestimmt, ob die beiden Ströme wesentlich größer als normal geworden sind.