DE3941055A1 - Low-ripple regulated current supply circuit for magnetron - derives smoother output current from rectification of negative-going half-cycles of three=phase mains voltage - Google Patents
Low-ripple regulated current supply circuit for magnetron - derives smoother output current from rectification of negative-going half-cycles of three=phase mains voltageInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Energieversorgungsschal tung zum Speisen eines Magnetrons und insbesondere eine Schaltung, mit deren Hilfe ein geregelter Ausgangswert mit niedriger Welligkeit erreicht werden kann.The invention relates to an energy supply scarf device for feeding a magnetron and in particular a Circuit, with the help of which a regulated output value with low ripple can be achieved.
In der US-PS 41 75 246 ist eine Energieversorgungsschaltung für ein Magnetron beschrieben, die manchmal als Doppel-Halb wellenverdoppler bezeichnet wird. Diese Schaltung ist im Vergleich zu früher eingesetzten Schaltungen vorteilhaft, da sie von zwei relativ kostengünstigen Transformatoren mit Streureaktanz Gebrauch macht, was im Gegensatz zu einem grö ßeren und wesentlich teureren Transformator steht; außerdem erzeugt sie einen Magnetron-Spitzenstrom, der nicht größer als der bei Verwendung eines einzigen Transformators zur An wendung kommende Strom ist.In US-PS 41 75 246 is a power supply circuit described for a magnetron, sometimes as a double half is called wave doubler. This circuit is in Compared to previously used circuits advantageous because using two relatively inexpensive transformers Scattering reactance makes use of what, in contrast to a large stands and much more expensive transformer; Furthermore it generates a magnetron peak current that is not greater than when using a single transformer current is coming.
Die Schaltung nach der US-PS 41 75 246 hat jedoch den Nach teil, daß die Welligkeit des Laststroms größer als erwünscht sein kann. Da die Schaltung eine Doppel-Verdopplerschaltung ist, erzeugt sie zwei Halbzyklen des Laststroms pro Periode, die bis zu einem Spitzenwert ansteigen und dann auf Null ab sinken.The circuit according to US-PS 41 75 246, however, has the after part that the ripple of the load current is larger than desired can be. Because the circuit is a double doubler circuit it generates two half cycles of the load current per period, which rise to a peak and then decrease to zero sink.
Die von der Dopplerschaltung erzeugte beträchtliche Wellig keitskomponente führt dazu, daß das Magnetron anstelle eines exakt abgestimmten Spektralausgangssignals ein unscharfes Frequenzband erzeugt. Außerdem kann der beträchtliche Wert des Spitzenstroms zu einem frühen Ausfall des Magnetrons aufgrund von Schwingungsbereichsänderungen führen.The considerable ripple generated by the Doppler circuit speed component causes the magnetron instead of a exactly matched spectral output signal a blurred Frequency band generated. It can also be of considerable value of the peak current to an early failure of the magnetron due to changes in vibration range.
Gemäß der Erfindung wird eine Dreiphasen-Halbwellen-Span nungsverdopplerschaltung vorgeschlagen, bei der die oben er wähnten Nachteile vermieden sind. Aufgrund der Überlagerung von drei Schwingungen, die jeweils um 120° gegeneinander versetzt sind, liefert die nach der Erfindung ausgebildete Dreiphasen-Halbwellen-Verdopplerschaltung einen geregelten Laststrom mit einer wesentlich kleineren Welligkeitskompo nente, die keinen so hohen Spitzenwert wie die nach dem Stand der Technik ausgebildete Schaltung aufweist und die außerdem nicht auf Null abfällt. Dies führt zu einer schärferen Ab stimmung des Magnetrons und zu einer reduzierten Ausfallwahr scheinlichkeit wegen Schwingungsbereichsänderungen.According to the invention, a three-phase half-wave chip Proposed doubling circuit, in which the above he mentioned disadvantages are avoided. Because of the overlay of three vibrations, each 120 ° against each other are offset, provides the trained according to the invention Three-phase half-wave doubler circuit a regulated Load current with a much smaller ripple compo nente that does not have as high a peak value as that according to the status has the trained circuit and also does not drop to zero. This leads to a sharper ab tuning of the magnetron and a reduced probability of failure Probability due to vibration range changes.
Mit Hilfe der Erfindung soll somit eine Energieversorgungs schaltung für ein Magnetron geschaffen werden, die eine niedrige Welligkeitskomponente aufweist.With the help of the invention, an energy supply is thus intended circuit for a magnetron, the one has low ripple component.
Gemäß der Erfindung wird eine Schaltung geschaffen, in der drei voneinander getrennte Transformatoren mit hoher Streu reaktanz verwendet werden. Die Primärwicklungen der Trans formatoren sind in einer Dreiphasenschaltung miteinander verbunden, während die Sekundärwicklungen über jeweilige Kondensatoren an Sperrdiodenvorrichtungen angeschlossen sind, die mit dem Magnetron verbunden sind. According to the invention, a circuit is created in which three separate transformers with high leakage reactance can be used. The primary windings of the Trans formers are in a three-phase circuit with each other connected while the secondary windings over respective Capacitors are connected to blocking diode devices, connected to the magnetron.
Der resultierende Magnetronstrom hat mehrfache Stromauslen kungen pro Zyklus im Gegensatz zu nur zwei Halbzyklen bei der Schaltung nach dem Stand der Technik, was einen beträcht lich reduzierten Welligkeitsfaktor mit den damit verbundenen Vorteilen ergibt.The resulting magnetic current has multiple current deflections in contrast to only two half cycles the circuit according to the prior art, which is a considerable reduced ripple factor with the associated Advantages.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the drawing explained. Show it:
Fig. 1 ein Schaltbild der Schaltung nach dem Stand der Technik, Fig. 1 is a circuit diagram of the circuit according to the prior art,
Fig. 2 ein Diagramm des Laststroms, der mit der Schaltung von Fig. 1 erhalten wird, Fig. 2 is a diagram which is obtained with the circuit of Fig. 1 of the load current,
Fig. 3 ein Schaltbild der Schaltung nach der Erfindung, Fig. 3 is a circuit diagram of the circuit according to the invention,
Fig. 4 ein Diagramm des mit der erfindungsgemäßen Schal tung erhaltenen Laststroms, Fig. 4 is a diagram of the load current obtained with the inventive processing scarf,
Fig. 5 ein Diagramm, das übereinander den mittels der Schaltung von Fig. 1 erhaltenen Laststrom und den mittels der erfindungsgemäßen Schaltung erhalte nen Laststrom zeigt, Fig. 5 is a diagram over one another by means of the circuit of Fig. 1 shows the obtained load current and load current NEN receive means of the inventive circuit,
Fig. 6 das mittels der Schaltung mit der höheren Wellig keit erhaltene Ausgangsspektrum des Magnetrons und Fig. 6, the speed obtained by means of the circuit with the higher waviness output spectrum of the magnetron and
Fig. 7 das mittels der erfindungsgemäßen Schaltung er haltene Ausgangsspektrum des Magnetrons. Fig. 7 shows the output spectrum of the magnetron by means of the circuit according to the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung ist in der US-PS 41 75 246 offenbart. Die Schaltung macht von zwei relativ billigen Transformatoren 2 und 4 vom Streureaktanztyp Ge brauch. The circuit shown in Fig. 1 is disclosed in US-PS 41 75 246. The circuit makes use of two relatively cheap transformers 2 and 4 of the leakage reactance type Ge.
Das Magnetron, das von dieser Schaltung gespeist wird, ist bei 6 dargestellt; es enthält eine an Masse 10 liegende Ano de 8 sowie eine Kathode 12.The magnetron fed by this circuit is shown at 6 ; it contains an ano de 8 lying on ground 10 and a cathode 12 .
Die Sekundärwicklungen 14 und 16 der Transformatoren sind so miteinander verbunden, wie der Darstellung entnommen werden kann, wobei ihr gemeinsamer Verbindungspunkt 18 an Masse ge legt ist. Die Rückweggleichrichter 12 und 22 sind gegenein andergeschaltet, so daß sich die Serienkondensatoren 24 und 26 bezogen auf die durch die Polaritätspunkte angegebene Po larität der Sekundärwicklungen in entgegengesetzten Richtun gen aufladen. Die Anoden der Gleichrichter 28 und 29 sind gemeinsam an die Katode 12 angeschlossen.The secondary windings 14 and 16 of the transformers are connected to one another, as can be seen from the illustration, with their common connection point 18 being connected to ground. The return rectifier 12 and 22 are connected to one another, so that the series capacitors 24 and 26 relate to the polarity points indicated by the polarity of the secondary windings in opposite directions. The anodes of the rectifiers 28 and 29 are connected together to the cathode 12 .
Der Magnetronstrom, der mit Hilfe der Schaltung von Fig. 1 erhalten wird, ist in Fig. 2 dargestellt. Es ist zu erken nen, daß pro Zyklus zwei Stromschleifen erhalten werden und daß der Strom zwischen diesen Schleifen auf Null abfällt.The magnetron current obtained with the circuit of FIG. 1 is shown in FIG. 2. It can be seen that two current loops are obtained per cycle and that the current between these loops drops to zero.
Fig. 3 ist ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung, in der drei voneinander getrennte Transformatoren 30, 32 und 34 verwendet werden, bei denen es sich jeweils um Transfor matoren mit hoher Streureaktanz oder um ferroresonante Trans formatoren handelt. Die Primärwicklungen der Transformatoren sind in einer Dreiphasenschaltung miteinander verbunden, und sie werden von einer Dreiphasen-Quelle gespeist, beispiels weise einer 208 V-Quelle mit 60 Hz. Fig. 3 is a circuit diagram of the circuit according to the invention, in which three mutually separate transformers 30 , 32 and 34 are used, each of which is a transformer with high leakage reactance or ferroresonant transformers. The primary windings of the transformers are connected to each other in a three-phase circuit, and they are fed by a three-phase source, for example a 208 V source with 60 Hz.
Die Sekundärwicklungen sind mit einem Belag jeweiliger Kon densatoren 36, 38 und 40 verbunden, deren andere Beläge an jeweilige Dioden 42, 44 und 46 angeschlossen sind. Die ande ren Seiten dieser Dioden sind an Masse gelegt, während zwi schen die Dioden 42, 44 und 46 und die Katode des Magnetrons weitere Dioden 50, 52 und 54 eingefügt sind.The secondary windings are connected to a coating of respective capacitors 36 , 38 and 40 , the other coatings of which are connected to respective diodes 42 , 44 and 46 . The other sides of these diodes are grounded, while between diodes 42 , 44 and 46 and the cathode of the magnetron further diodes 50 , 52 and 54 are inserted.
Die Schaltung von Fig. 3 ermöglicht einen abgeglichenen Be trieb, und sie erzeugt einen Laststromverlauf, der in Fig. 4 dargestellt ist. Wie aus dieser Fig. 4 hervorgeht, führt die Dreiphasenkonfiguration nach der Erfindung zu einem Last strom mit vielen Schleifen pro Zyklus und mit wesentlich kleinerer Welligkeit als die bekannte Schaltung. Außerdem fällt der Strom zwischen den Schleifen nicht auf Null ab und behält jederzeit einen positiven Wert bei.The circuit of FIG. 3 enables a balanced operation, and it generates a load current curve, which is shown in FIG. 4. As can be seen from this Fig. 4, the three-phase configuration according to the invention leads to a load current with many loops per cycle and with much less ripple than the known circuit. In addition, the current between the loops does not drop to zero and maintains a positive value at all times.
In Fig. 5 sind der mittels der Dopplerschaltung von Fig. 1 erhaltene Kurvenverlauf A und der mit der erfindungsgemäßen Schaltung erhaltene Kurvenverlauf B überlagert dargestellt. Die mit der erfindungsgemäßen Schaltung erzielte Welligkeit ist wesentlich geringer als die der bekannten Schaltung; außerdem liegt stets ein positiver Wert vor.In FIG. 5, obtained by means of the doubler circuit of Fig. 1 curve A and that obtained with the inventive circuit curve B are shown superimposed. The ripple achieved with the circuit according to the invention is significantly lower than that of the known circuit; in addition, there is always a positive value.
Die reduzierte Welligkeit führt zu einem kleineren Bereich der Ausgangsfrequenzen für das Magnetron, so daß es leichter abgestimmt werden kann. Dies ist anhand der Fig. 7 darge stellt, die das mit der erfindungsgemäßen Schaltung erzielte Magnetronspektrum zeigt; Fig. 6 zeigt dagegen das Magnetron spektrum, das mit Hilfe der bekannten Schaltung erhalten wird. Es ist deutlich erkennbar, daß mittels der erfindungs gemäßen Schaltung eine wesentlich schärfere Magnetronabstim mung erzielt wird, die zu einem wirksameren Betrieb einer Mikrowellenlampe führt, die von dem Magnetron gespeist wer den kann.The reduced ripple results in a smaller range of output frequencies for the magnetron, making it easier to tune. This is illustrated in FIG. 7, which shows the magnetron spectrum achieved with the circuit according to the invention; Fig. 6 shows the magnetron spectrum, on the other hand, which is obtained with the aid of the known circuit. It can be clearly seen that a much sharper magnetron tuning is achieved by means of the circuit according to the invention, which leads to a more effective operation of a microwave lamp which can be fed by the magnetron.
Außerdem können kleinere Transformatoren für die gleichen Leistungsanforderungen wie bei der Schaltung von Fig. 1 ver wendet werden. Die niedrigere Welligkeit und die Tatsache, daß der Strom nicht auf Null abfällt, führt bei dem genann ten Anwendungsfall zu einem geringeren Flackern der Lampe. Da höhere Spitzenströme zu Schwingungsbereichsänderungen des Magnetrons führen können, führen die reduzierten Spitzenwer te, die mittels der erfindungsgemäßen Schaltung erreicht werden, zu einer Herabsetzung des Problems der Schwingungs bereichsänderungen. In addition, smaller transformers can be used for the same performance requirements as in the circuit of FIG. 1. The lower ripple and the fact that the current does not drop to zero leads to less flickering of the lamp in the application mentioned. Since higher peak currents can lead to changes in the oscillation range of the magnetron, the reduced peak values which are achieved by means of the circuit according to the invention lead to a reduction in the problem of changes in the oscillation range.
Die Erfindung ist hier im Zusammenhang mit einem speziellen Ausführungsbeispiel beschrieben worden, doch ist für den Fachmann erkennbar, daß im Rahmen der Erfindung ohne weite res Abwandlungen und Änderungen der beschriebenen Schaltung vorgenommen werden können.The invention is here in the context of a special one Embodiment has been described, but is for the One skilled in the art recognizes that within the scope of the invention without wide res modifications and changes to the circuit described can be made.
Claims (5)
- a) drei Transformatoren mit hoher Streureaktanz, die jeweils
eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung mit ersten
und zweiten Leitern aufweisen, wobei
- (1) die Primärwicklungen der Transformatoren in einer Dreiphasenschaltung miteinander verbunden sind, damit drei Leiter zum Verbinden mit einer Dreiphasenquelle zur Verfügung stehen, und
- (2) die ersten Sekundär-Leiter gleicher Polarität der Transformatoren miteinander verbunden sind,
- b) drei Kondensatoren, von denen jeweils ein Belag mit dem zweiten Leiter der Sekundärwicklung eines jeweils zugehö rigen Transformators verbunden ist,
- c) drei erste Diodenvorrichtungen, von denen jede zwischen dem anderen Belag eines jeweiligen Kondensators und dem gemeinsamen Verbindungspunkt der ersten Sekundär-Leiter angeschlossen ist,
- d) ein Magnetron und
- e) drei zweite Diodenvorrichtungen, die zwischen den ersten Diodenvorrichtungen und dem Magnetron angeschlossen sind.
- a) three transformers with high leakage reactance, each having a primary winding and a secondary winding with first and second conductors, wherein
- (1) the primary windings of the transformers are connected together in a three-phase circuit so that three conductors are available for connection to a three-phase source, and
- (2) the first secondary conductors of the same polarity of the transformers are connected to one another,
- b) three capacitors, one of which is connected to the second conductor of the secondary winding of a respective transformer,
- c) three first diode devices, each of which is connected between the other coating of a respective capacitor and the common connection point of the first secondary conductors,
- d) a magnetron and
- e) three second diode devices connected between the first diode devices and the magnetron.
- a) drei Transformatoren mit hoher Streureaktanz, die jeweils
eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung mit ersten
und zweiten Leitern aufweisen, wobei
- (1) die Primärwicklungen der Transformatoren in einer Dreiphasenschaltung miteinander verbunden sind, damit drei Leiter zum Verbinden mit einer Dreiphasenquelle zur Verfügung stehen, und
- (2) die ersten Sekundär-Leiter gleicher Polarität der Transformatoren miteinander verbunden sind,
- b) drei Kondensatoren, von denen jeweils ein Belag mit dem zweiten Leiter der Sekundärwicklung eines jeweils zugehö rigen Transformators verbunden ist,
- c) drei erste Diodenvorrichtungen, von denen jede zwischen dem anderen Belag eines jeweiligen Kondensators und Masse mit einer solchen Polarität angeschlossen ist, daß die Dioden gegen Masse leiten,
- d) ein Magnetron und
- e) drei zweite Diodenvorrichtungen, die zwischen den ersten Diodenvorrichtungen und dem Magnetron mit einer solchen Polarität angeschlossen sind, daß die Dioden zu den er sten Dioden hinleiten.
- a) three transformers with high leakage reactance, each having a primary winding and a secondary winding with first and second conductors, wherein
- (1) the primary windings of the transformers are connected together in a three-phase circuit so that three conductors are available for connection to a three-phase source, and
- (2) the first secondary conductors of the same polarity of the transformers are connected to one another,
- b) three capacitors, one of which is connected to the second conductor of the secondary winding of a respective transformer,
- c) three first diode devices, each of which is connected between the other layer of a respective capacitor and ground with a polarity such that the diodes conduct against ground,
- d) a magnetron and
- e) three second diode devices, which are connected between the first diode devices and the magnetron with such a polarity that the diodes lead to the most diodes.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US28371188A | 1988-12-13 | 1988-12-13 |
Publications (1)
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DE (1) | DE3941055A1 (en) |
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