EP2200401A1 - Cooker with two magnetrons - Google Patents

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EP2200401A1
EP2200401A1 EP08291220A EP08291220A EP2200401A1 EP 2200401 A1 EP2200401 A1 EP 2200401A1 EP 08291220 A EP08291220 A EP 08291220A EP 08291220 A EP08291220 A EP 08291220A EP 2200401 A1 EP2200401 A1 EP 2200401A1
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EP
European Patent Office
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transformer
primary winding
straight
magnetrons
high voltage
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EP08291220A
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Topinox SARL
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/66—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2206/00—Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
    • H05B2206/04—Heating using microwaves
    • H05B2206/044—Microwave heating devices provided with two or more magnetrons or microwave sources of other kind

Definitions

  • the present invention relates to a cooking appliance with microwave function, which comprises at least a first and a second magnetron for generating microwave radiation and means for generating a high voltage for the two magnetrons.
  • magnetrons are commonly used to generate microwaves.
  • Magnetrons typically consist of a vacuum tube, in the center of which a hot cathode is arranged, which is surrounded by an annular anode arrangement. Electrons emerge from the hot cathode and are accelerated radially outward toward the anode assembly. At the same time, the electrons are deflected by a magnetic field, which is aligned parallel to the hot cathode, on strongly curved electron orbits, so-called rolling circles.
  • the circulating electrons induce in cavities, which are arranged radially outside the electron paths, alternating fields in the microwave frequency range, of which a part can be removed via a waveguide and introduced into the cooking chamber of the cooking appliance.
  • a high voltage supply is needed, which is suitable to keep the hot cathode at a sufficiently negative potential.
  • the high voltage required for this purpose can be generated, for example, with a standard mains transformer, which is operated at mains frequency, ie 50 or 60 Hz.
  • mains frequency ie 50 or 60 Hz.
  • switching power supplies with active components are used in many cases for the high voltage power supply.
  • the mains voltage is first rectified, converted to transformation into an alternating voltage, typically in the KHz range, and rectified again after the transformation.
  • the advantage of a high-frequency AC voltage This is because the power density of the transformer increases with increasing AC voltage. Practically, this means that a certain power can be transformed with a smaller transformer core, the higher the AC frequency is.
  • switching power supplies are usually not only more expensive than conventional power transformers, but due to the large number of electronic components also more complex and thus prone to failure.
  • microwaves can be coupled selectively at different locations of the oven, and it makes sense to provide several individual magnetrons that can be operated independently. Also, it may be advantageous to provide a plurality of lower power magnetrons to provide a required overall microwave power because lower power magnetrons are available on the market rather than a standard component.
  • a circuit arrangement for a switching power supply for a cooking device with microwave function is known in which a single switching power supply is used to power two magnetrons.
  • the switching power supply comprises a rectifier, a primary-side switch arrangement with semiconductor switches and a transformer having a primary winding and a secondary main winding, in which the high voltage for the hot cathode of both magnetrons is generated.
  • the transformer comprises two secondary side auxiliary windings, which are not provided for generating a high voltage, but only for generating a heating current for heating the cathodes of the magnetrons.
  • the invention has for its object to provide a cooking appliance with microwave function, which contains at least two magnetrons, and in the compact, robust and inexpensive Means are provided for generating the high voltage for the at least two magnetrons.
  • the means for generating the high voltage comprises a power transformer comprising a primary winding and a first and a second secondary winding, which are arranged together with the primary winding on a transformer core, wherein the first and second secondary winding for generating the high voltage for the first or second magnetron is determined.
  • the high voltage for two magnetrons can be provided with a transformer which has a much smaller footprint than that of two individual conventional mains transformers.
  • this novel transformer with two secondary windings provides a surprising solution that combines a compact design with low manufacturing costs and very robust operation.
  • the novel power transformer is absolutely immune to faults, so that downtimes and maintenance requirements with regard to the high-voltage power supply are virtually eliminated.
  • the production of the high voltage power supply of the invention is not only less expensive than a comparable solution with switching power supplies, but also more cost effective than a solution with two individual conventional power transformers.
  • the power transformer comprises at least one magnetic bypass element adapted to bypass a portion of the magnetic flux induced by the primary winding at the first and / or second secondary windings such that it does not pass through the turns of the first and second secondary windings, respectively .
  • This magnetic tributary generates a transformation behavior, as is generally known from stray field transformers.
  • the stray field leads to a self-stabilization of the secondary current to voltage fluctuations on the primary side.
  • the transformer core preferably has a first straight section on which the primary winding, the first secondary winding and the second secondary winding are arranged.
  • the primary winding, the first and the second secondary winding are preferably arranged next to one another, preferably so that the primary winding is located between the two secondary windings.
  • the at least one magnetic bypass element is preferably arranged between the primary winding and the first or second secondary winding and is suitable for diverting part of the magnetic flux from the first straight core section.
  • the transformer core preferably has at least one magnetic return portion connecting first and second ends of the first straight core portion.
  • the transformer core has a second and a third straight core section, which are arranged parallel to the first straight core section and each comprise a first and a second end, and has connecting sections which connect the first end of the first straight core section with the first End of the second and / or third straight core portion and connect the second end of the first straight core portion with the first end of the second and / or third straight core portion.
  • the second and third straight core portions together with the connection portions form the above-mentioned magnetic return portion in a very compact manner.
  • four magnetic bypass elements are further preferably provided, which are each arranged between the primary winding and one of the secondary windings and connect the first straight core section with the second or the third straight core section.
  • the first and second secondary windings are each connected to a voltage rectification and doubling circuit, each comprising at least one diode and at least one capacitor.
  • a "classic" high voltage power supply is provided without active components, which is inexpensive and robust and has a space requirement that is far less than that for two individual conventional power transformers.
  • Fig. 1 a sectional view of a transformer 10 is shown, which is intended for a cooking appliance with at least two magnetrons.
  • the transformer 10 includes an iron core 12 having a first straight section 14, a second straight section 16 and a third straight section 18 parallel to each other.
  • the first, in the presentation of Fig. 1 Left ends of the straight portions 14 to 18 are connected by a connecting portion 20, and the second, in the illustration of Fig. 1 Right ends of the straight portions 14, 16 and 18 are connected by a connecting portion 22.
  • the core sections 14 to 22 in FIG Fig. 1 are shown separated by dashed lines.
  • the different sections of the transformer core 12 are not necessarily separate sections, but may be integrally formed with each other, and the dashed lines therefore do not necessarily represent joints where separate sections of the transformer core 12 abut one another. Rather, the subdivision of the transformer core 12 in the sections mentioned only serves to word its geometry.
  • a primary winding 24, a first secondary winding 26 and a second secondary winding 28 are arranged side by side on the first straight core portion 14, wherein the primary winding 24 is located in the middle.
  • a current flow in the primary winding 24 induces a magnetic flux in the core 12 whose flux density in Fig. 1 is indicated by an exemplary magnetic field lines B.
  • the magnetic flux travels mostly along the entire length of the first straight core section 14 and thus penetrates the turns of the secondary windings 26 and 28 and is returned through the connecting sections 20, 22 and the second and third straight sections 16 and 18, respectively.
  • the magnetic field B alternates with the mains frequency of 50 or 60 Hz and thus induces a high voltage in the first and in the second secondary winding 26 and 28, respectively.
  • shunt elements 30 are provided, which are each arranged between the primary winding 24 and one of the secondary windings 26 and 28 respectively and short-circuit the first straight core portion 14 with the second straight core portion 16 and the third straight core portion 18 magnetically.
  • Such magnetic short or shunt elements 30 are therefore also referred to as magnetic "shunts”.
  • the transformer 10 may further comprise secondary windings for generating a heating current for the thermionic cathodes of the magnetrons.
  • transformer 10 is very compact and requires only slightly more space than a conventional power transformer for high voltage power supply of a single magnetron would need. This makes it easier, despite limited space for the case that a plurality of magnetrons to be used in a cooking appliance continue to use power transformers without active components that are cheaper to manufacture and less prone to failure than switched-mode power supplies.
  • the high voltage power supply 36 includes a transformer 10 which may be constructed as in FIG Fig. 1 is shown, and a transformer core 12, a primary winding 24, a first secondary winding 26 and a second secondary winding 28 includes. Furthermore, secondary windings 38 are provided for generating a heating current for the hot cathodes 40 and 42 of the first and second magnetrons 32, 34 (in FIG Fig. 1 Not shown).
  • the high voltages induced in the secondary windings 26 and 28 are rectified and doubled by a respective capacitor 44 and a respective diode 46 in a manner known per se.
  • switch 48 the high voltage power supply for the magnetrons 32, 34 are independently switched on and off.
  • FIG. Fig. 1 The inventors have found that a transformer 10 of a type as shown in FIG Fig. 1 is shown in the circuit of Fig. 2 works well, without the use of any active components that would make the high voltage power supply more complicated and prone to failure.
  • the transformer 10 is inexpensive in its manufacture and compact enough to be used even in the usually limited space in a multi-magnetron cooking device.

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Abstract

The cooking device has two magnetrons for generating microwave radiations. A high voltage supply provides high voltage to the magnetrons. The high voltage supply has a mains transformer (10) including a primary winding (24) and two secondary windings (26, 28). The secondary windings are arranged with the primary winding at a transformer core (12). The secondary windings generate the high voltage and are connected with a voltage rectification and doubling circuit including a diode and a capacitor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gargerät mit Mikrowellenfunktion, welches mindestens ein erstes und ein zweites Magnetron zum Erzeugen von Mikrowellenstrahlung und Mittel zum Erzeugen einer Hochspannung für die zwei Magnetrons umfasst.The present invention relates to a cooking appliance with microwave function, which comprises at least a first and a second magnetron for generating microwave radiation and means for generating a high voltage for the two magnetrons.

In Gargeräten mit Mikrowellenfunktion werden zur Erzeugung von Mikrowellen üblicherweise Magnetrons verwendet. Magnetrons bestehen typischerweise aus einer Vakuumröhre, in deren Zentrum eine Glühkathode angeordnet ist, die von einer ringförmigen Anodenanordnung umgeben ist. Elektronen treten aus der Glühkathode aus und werden nach radial außen in Richtung auf die Anodenanordnung beschleunigt. Gleichzeitig werden die Elektronen durch ein Magnetfeld, welches parallel zur Glühkathode ausgerichtet ist, auf stark gekrümmte Elektronenbahnen, sogenannte Rollkreise, abgelenkt. Die umlaufenden Elektronen induzieren in Hohlräumen, die radial außerhalb der Elektronenbahnen angeordnet sind, Wechselfelder im Mikrowellen-Frequenzbereich, von denen ein Teil über einen Wellenleiter abgeführt und in den Garraum des Gargerätes eingeleitet werden kann.In microwave cooking appliances, magnetrons are commonly used to generate microwaves. Magnetrons typically consist of a vacuum tube, in the center of which a hot cathode is arranged, which is surrounded by an annular anode arrangement. Electrons emerge from the hot cathode and are accelerated radially outward toward the anode assembly. At the same time, the electrons are deflected by a magnetic field, which is aligned parallel to the hot cathode, on strongly curved electron orbits, so-called rolling circles. The circulating electrons induce in cavities, which are arranged radially outside the electron paths, alternating fields in the microwave frequency range, of which a part can be removed via a waveguide and introduced into the cooking chamber of the cooking appliance.

Zum Betrieb des Magnetrons wird eine Hochspannungsversorgung benötigt, die geeignet ist, die Glühkathode auf einem ausreichend negativen Potential zu halten. Die dazu benötigte Hochspannung kann beispielsweise mit einem gewöhnlichen Netztransformator erzeugt werden, der mit Netzfrequenz, also 50 oder 60 Hz betrieben wird. Alternativ werden für die Hochspannungsversorgung in vielen Fällen jedoch Schaltnetzteile mit aktiven Bauteilen verwendet. Bei einem Schaltnetzteil wird die Netzspannung zunächst gleichgerichtet, zur Transformation in eine Wechselspannung typischerweise im KHz-Bereich umgewandelt und nach der Transformation wieder gleichgerichtet. Der Vorteil einer hochfrequenten Wechselspannung liegt darin, dass die Leistungsdichte des Transformators mit zunehmender Wechselspannung steigt. Praktisch bedeutet dies, dass eine bestimmte Leistung mit einem um so kleineren Transformatorkern transformiert werden kann, je höher die Wechselstromfrequenz ist. Allerdings sind Schaltnetzteile in der Regel nicht nur teurer als herkömmliche Netztransformatoren, sonder aufgrund der Vielzahl von elektronischen Bauteilen auch komplexer und damit störungsanfälliger.To operate the magnetron, a high voltage supply is needed, which is suitable to keep the hot cathode at a sufficiently negative potential. The high voltage required for this purpose can be generated, for example, with a standard mains transformer, which is operated at mains frequency, ie 50 or 60 Hz. Alternatively, however, switching power supplies with active components are used in many cases for the high voltage power supply. In a switched-mode power supply, the mains voltage is first rectified, converted to transformation into an alternating voltage, typically in the KHz range, and rectified again after the transformation. The advantage of a high-frequency AC voltage This is because the power density of the transformer increases with increasing AC voltage. Practically, this means that a certain power can be transformed with a smaller transformer core, the higher the AC frequency is. However, switching power supplies are usually not only more expensive than conventional power transformers, but due to the large number of electronic components also more complex and thus prone to failure.

Bei Gargeräten mit höherer Leistung, wie sie in professionellen Küchen Anwendung finden, ist es bekannt, mehrere Magnetrons zum Erzeugen der Mikrowellenstrahlung zu verwenden. Beispielsweise können Mikrowellen selektiv an unterschiedlichen Stellen des Garraums eingekoppelt werden, und dazu bietet es sich an, mehrere einzelne Magnetrons vorzusehen, die unabhängig voneinander betrieben werden können. Auch kann es von Vorteil sein, zur Bereitstellung einer benötigten Mikrowellen-Gesamtleistung eine Mehrzahl von Magnetrons geringerer Leistung vorzusehen, weil Magnetrons geringerer Leistung eher als Standardbauteil auf dem Markt erhältlich sind.In higher power cooking appliances, such as those used in professional kitchens, it is known to use multiple magnetrons to generate the microwave radiation. For example, microwaves can be coupled selectively at different locations of the oven, and it makes sense to provide several individual magnetrons that can be operated independently. Also, it may be advantageous to provide a plurality of lower power magnetrons to provide a required overall microwave power because lower power magnetrons are available on the market rather than a standard component.

Wenn eine Mehrzahl von Magnetrons in ein und demselben Gargerät verwendet wird, muss für jedes dieser Magnetrons eine Hochspannungsversorgung vorgesehen sein. Da es aus Platzgründen schwierig ist, eine entsprechende Anzahl von Netztransformatoren unterzubringen, besteht die naheliegende Realisierung darin, eine entsprechende Anzahl von Schaltnetzteilen vorzusehen, weil diese aus den oben genannten Gründen eine höhere Leistungsdichte haben als Netztransformatoren und daher kleiner konstruiert werden können.If a plurality of magnetrons are used in one and the same cooking appliance, a high voltage supply must be provided for each of these magnetrons. Since it is difficult for space reasons to accommodate a corresponding number of power transformers, the obvious realization is to provide a corresponding number of switching power supplies, because they have a higher power density than power transformers and therefore can be constructed smaller for the reasons mentioned above.

Aus der DE 42 381 98 ist eine Schaltungsanordnung für ein Schaltnetzteil für ein Gargerät mit Mikrowellenfunktion bekannt, bei dem ein einziges Schaltnetzteil zur Speisung zweier Magnetrons dient. Das Schaltnetzteil umfasst einen Gleichrichter, eine primärseitige Schalteranordnung mit Halbleiterschaltern und einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundär-Hauptwicklung, in der die Hochspannung für die Glühkathode beider Magnetrons erzeugt wird. Außerdern umfasst der Transformator zwei sekundärseitige Zusatzwicklungen, die jedoch nicht zur Erzeugung einer Hochspannung, sondern lediglich für die Erzeugung eines Heizstroms zum Heizen der Kathoden der Magnetrons vorgesehen sind.From the DE 42 381 98 a circuit arrangement for a switching power supply for a cooking device with microwave function is known in which a single switching power supply is used to power two magnetrons. The switching power supply comprises a rectifier, a primary-side switch arrangement with semiconductor switches and a transformer having a primary winding and a secondary main winding, in which the high voltage for the hot cathode of both magnetrons is generated. In addition, the transformer comprises two secondary side auxiliary windings, which are not provided for generating a high voltage, but only for generating a heating current for heating the cathodes of the magnetrons.

Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gargerät mit Mikrowellenfunktion anzugeben, welches mindestens zwei Magnetrons enthält, und bei dem kompakte, robuste und preiswerte Mittel zum Erzeugen der Hochspannung für die mindestens zwei Magnetrons vorgesehen sind.The invention has for its object to provide a cooking appliance with microwave function, which contains at least two magnetrons, and in the compact, robust and inexpensive Means are provided for generating the high voltage for the at least two magnetrons.

Diese Aufgabe wird durch ein Gargerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a cooking appliance having the features of claim 1. Advantageous developments are specified in the dependent claims.

Erfindungsgemäß umfassen die Mittel zum Erzeugen der Hochspannung einen Netztransformator, der eine Primärwicklung und eine erste und eine zweite Sekundärwicklung umfasst, die gemeinsam mit der Primärwicklung auf einem Transformatorkern angeordnet sind, wobei die erste bzw. zweite Sekundärwicklung zum Erzeugen der Hochspannung für das erste bzw. zweite Magnetron bestimmt ist.According to the invention, the means for generating the high voltage comprises a power transformer comprising a primary winding and a first and a second secondary winding, which are arranged together with the primary winding on a transformer core, wherein the first and second secondary winding for generating the high voltage for the first or second magnetron is determined.

Durch Verwendung eines neuartigen Netztransformators mit einer Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen, die sich einen gemeinsamen Magnetkern teilen, kann die Hochspannung für zwei Magnetrons mit einem Transformator bereitgestellt werden, dessen Platzbedarf wesentlich geringer ist als derjenige zweier einzelner herkömmlicher Netztransformatoren. Obwohl aus Platzgründen bei einem Gargerät mit mehreren Magnetrons auf den ersten Blick alles für die Verwendung von Schaltnetzteilen spricht, wird durch diesen neuartigen Transformator mit zwei Sekundärwicklungen eine überraschende Lösung bereitgestellt, die eine kompakte Bauform mit geringen Herstellungskosten und einem sehr robusten Betrieb vereinigt. Anders als Schaltnetzteile ist der neuartige Netztransformator absolut störungsunanfällig, so dass Ausfallzeiten und Wartungsbedarf in Hinblick auf die Hochspannungsversorgung nahezu ausgeschlossen sind. Außerdem ist die Herstellung der Hochspannungsversorgung der Erfindung nicht nur kostengünstiger als eine vergleichbare Lösung mit Schaltnetzteilen, sondern auch kostengünstiger als eine Lösung mit zwei einzelnen herkömmlichen Netztransformatoren.By using a novel mains transformer having a primary winding and two secondary windings sharing a common magnetic core, the high voltage for two magnetrons can be provided with a transformer which has a much smaller footprint than that of two individual conventional mains transformers. Although for space reasons in a multi-magnetron cooking appliance, at first glance, all speaks for the use of switched-mode power supplies, this novel transformer with two secondary windings provides a surprising solution that combines a compact design with low manufacturing costs and very robust operation. Unlike switched-mode power supplies, the novel power transformer is absolutely immune to faults, so that downtimes and maintenance requirements with regard to the high-voltage power supply are virtually eliminated. In addition, the production of the high voltage power supply of the invention is not only less expensive than a comparable solution with switching power supplies, but also more cost effective than a solution with two individual conventional power transformers.

Vorzugsweise umfasst der Netztransformator mindestens ein magnetisches Nebenschlusselement, das geeignet ist, einen Teil des magnetischen Flusses, welcher durch die Primärwicklung induziert wird, an der ersten und/oder zweiten Sekundärwicklung derart vorbeizuführen, dass er nicht durch die Windungen der ersten bzw. zweiten Sekundärwicklung tritt. Durch diesen magnetischen Nebenfluss wird ein Transformationsverhalten erzeugt, wie man es grundsätzlich von Streufeld-Transformatoren kennt. Das Streufeld führt dabei zu einer Selbststabilisierung des Sekundärstroms gegenüber Spannungsschwankungen auf der Primärseite.Preferably, the power transformer comprises at least one magnetic bypass element adapted to bypass a portion of the magnetic flux induced by the primary winding at the first and / or second secondary windings such that it does not pass through the turns of the first and second secondary windings, respectively , This magnetic tributary generates a transformation behavior, as is generally known from stray field transformers. The stray field leads to a self-stabilization of the secondary current to voltage fluctuations on the primary side.

Dies ist im vorliegenden Fall wichtig, weil die Impedanz von Magnetrons im Allgemeinen sehr niedrig ist. Kleine Anodenspannungsänderungen am Magnetron können daher zu erheblichen Änderungen im Anodenstrom führen. Anodenstromänderungen verändern die Leistung, die Frequenz sowie das Frequenzsprektrum des Magnetrons, was wiederum zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades des Magnetrons führt.This is important in the present case because the impedance of magnetrons is generally very low. Small anode voltage changes on the magnetron can therefore lead to significant changes in the anode current. Anode current changes alter the power, frequency and frequency spectrum of the magnetron, which in turn leads to a degradation in the efficiency of the magnetron.

Der Transformatorkern hat vorzugsweise einen ersten geraden Abschnitt, auf dem die Primärwicklung, die erste Sekundärwicklung und die zweite Sekundärwicklung angeordnet sind. Dabei sind die Primärwicklung, die erste und die zweite Sekundärwicklung vorzugsweise nebeneinander angeordnet, und zwar vorzugsweise so, dass die Primärwicklung zwischen den beiden Sekundärwicklungen liegt.The transformer core preferably has a first straight section on which the primary winding, the first secondary winding and the second secondary winding are arranged. In this case, the primary winding, the first and the second secondary winding are preferably arranged next to one another, preferably so that the primary winding is located between the two secondary windings.

Das mindestens eine magnetische Nebenschlusselement ist dabei vorzugsweise zwischen der Primärwicklung und der ersten bzw. zweiten Sekundärwicklung angeordnet und geeignet, einen Teil des magnetischen Flusses aus dem ersten geraden Kernabschnitt abzuleiten. Ferner hat der Transformatorkern vorzugsweise mindestens einen magnetischen Rückschlussabschnitt, der ein erstes und ein zweites Ende des ersten geraden Kernabschnitts verbindet.The at least one magnetic bypass element is preferably arranged between the primary winding and the first or second secondary winding and is suitable for diverting part of the magnetic flux from the first straight core section. Further, the transformer core preferably has at least one magnetic return portion connecting first and second ends of the first straight core portion.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform hat der Transformatorkern einen zweiten und einen dritten geraden Kernabschnitt, die parallel zum ersten geraden Kernabschnitt angeordnet sind und jeweils ein erstes und ein zweites Ende umfassen, und weist Verbindungsabschnitte auf, die das erste Ende des ersten geraden Kernabschnitts mit dem ersten Ende des zweiten und/oder dritten geraden Kernabschnitts und das zweite Ende des ersten geraden Kernabschnitts mit dem ersten Ende des zweiten und/oder dritten geraden Kernabschnitts verbinden. In diesem Fall bilden der zweite und der dritte gerade Kernabschnitt gemeinsam mit den Verbindungsabschnitten den oben genannten magnetischen Rückschlussabschnitt auf sehr kompakte Weise.In a particularly advantageous embodiment, the transformer core has a second and a third straight core section, which are arranged parallel to the first straight core section and each comprise a first and a second end, and has connecting sections which connect the first end of the first straight core section with the first End of the second and / or third straight core portion and connect the second end of the first straight core portion with the first end of the second and / or third straight core portion. In this case, the second and third straight core portions together with the connection portions form the above-mentioned magnetic return portion in a very compact manner.

Bei dieser Anordnung sind ferner vorzugsweise vier magnetische Nebenschlusselemente vorgesehen, die jeweils zwischen der Primärwicklung und einer der Sekundärwicklungen angeordnet sind und den ersten geraden Kernabschnitt mit dem zweiten oder dem dritten geraden Kernabschnitt verbinden. Versuche haben ergeben, dass ein solcher Aufbau des Transformators eine Transformations-Charakteristik aufweist, die für die Hochspannungserzeugung für Magnetrons äußerst geeignet ist, und er vereinigt diese vorteilhaften Eigenschaften mit einer platzsparenden Bauform.In this arrangement, four magnetic bypass elements are further preferably provided, which are each arranged between the primary winding and one of the secondary windings and connect the first straight core section with the second or the third straight core section. Experiments have shown that such a structure of the transformer has a transformation characteristic that is suitable for high voltage generation for Magnetrons is extremely suitable, and he combines these advantageous properties with a space-saving design.

Vorzugsweise sind die erste und die zweite Sekundärwicklung jeweils mit einer Spannungs-Gleichrichtungs- und Verdopplungsschaltung verbunden, die jeweils zumindest eine Diode und zumindest einen Kondensator umfassen. Auf diese Weise wird eine "klassische" Hochspannungsversorgung ohne aktive Bauteile geschaffen, die kostengünstig und robust ist und einen Platzbedarf hat, der weit geringer ist als derjenige für zwei einzelne herkömmliche Netztransformatoren.Preferably, the first and second secondary windings are each connected to a voltage rectification and doubling circuit, each comprising at least one diode and at least one capacitor. In this way, a "classic" high voltage power supply is provided without active components, which is inexpensive and robust and has a space requirement that is far less than that for two individual conventional power transformers.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert ist, Darin zeigt:

Fig. 1
eine schematische Schnittansicht eines Transformator zur Verwendung in einem Gargerät nach einer Weiterbildung der Erfindung, und
Fig. 2
eine schematische Schaltungsanordnung zweier Magnetrons mit zugehöriger Hochspannungsversorgung.
Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description in which the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment, in which:
Fig. 1
a schematic sectional view of a transformer for use in a cooking appliance according to a development of the invention, and
Fig. 2
a schematic circuit arrangement of two magnetrons with associated high voltage supply.

In Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Transformators 10 gezeigt, der für ein Gargerät mit mindestens zwei Magnetrons bestimmt ist. Der Transformator 10 umfasst einen Eisenkern 12 mit einem ersten geraden Abschnitt 14, einem zweiten geraden Abschnitt 16 und einem dritten geraden Abschnitt 18, die zueinander parallel sind. Die ersten, in der Darstellung von Fig. 1 linken Enden der geraden Abschnitte 14 bis 18 werden durch einen Verbindungsabschnitt 20 verbunden, und die zweiten, in der Darstellung von Fig. 1 rechten Enden der geraden Abschnitte 14, 16 und 18 werden durch einen Verbindungsabschnitt 22 verbunden. Man beachte, dass die Kernabschnitte 14 bis 22 in Fig. 1 durch gestrichelte Linien voneinander getrennt dargestellt sind. Die unterschiedlichen Abschnitte des Transformatorkerns 12 sind jedoch nicht notwendigerweise getrennte Abschnitte, sondern können einstückig miteinander ausgebildet sein, und die gestrichelten Linien stellen daher nicht notwendigerweise Fugen dar, an denen separate Abschnitte des Transformatorkerns 12 aneinander stoßen. Vielmehr dient die Unterteilung des Transformatorkerns 12 in die genannten Abschnitte lediglich dazu, dessen Geometrie in Wort zu fassen.In Fig. 1 a sectional view of a transformer 10 is shown, which is intended for a cooking appliance with at least two magnetrons. The transformer 10 includes an iron core 12 having a first straight section 14, a second straight section 16 and a third straight section 18 parallel to each other. The first, in the presentation of Fig. 1 Left ends of the straight portions 14 to 18 are connected by a connecting portion 20, and the second, in the illustration of Fig. 1 Right ends of the straight portions 14, 16 and 18 are connected by a connecting portion 22. Note that the core sections 14 to 22 in FIG Fig. 1 are shown separated by dashed lines. However, the different sections of the transformer core 12 are not necessarily separate sections, but may be integrally formed with each other, and the dashed lines therefore do not necessarily represent joints where separate sections of the transformer core 12 abut one another. Rather, the subdivision of the transformer core 12 in the sections mentioned only serves to word its geometry.

Wie in Fig. 1 weiter zu sehen ist, sind eine Primärwicklung 24, eine erste Sekundärwicklung 26 und eine zweite Sekundärwicklung 28 nebeneinander auf dem ersten geraden Kernabschnitt 14 angeordnet, wobei die Primärwicklung 24 in der Mitte liegt.As in Fig. 1 can be seen further, a primary winding 24, a first secondary winding 26 and a second secondary winding 28 are arranged side by side on the first straight core portion 14, wherein the primary winding 24 is located in the middle.

Ein Stromfluss in der Primärwicklung 24 induziert einen magnetischen Fluss im Kern 12, dessen Flussdichte in Fig. 1 durch eine exemplarische Magnetfeldlinien B angedeutet ist. Der magnetische Fluss verläuft größtenteils entlang der gesamten Länge des ersten geraden Kernabschnittes 14 und durchdringt somit die Windungen der Sekundärwicklungen 26 und 28 und wird durch die Verbindungsabschnitte 20, 22 und die den zweiten bzw. dritten geraden Abschnitt 16 bzw. 18 zurückgeführt. Das Magnetfeld B alterniert mit der Netzfrequenz von 50 oder 60 Hz und induziert damit eine Hochspannung in der ersten und in der zweiten Sekundärwicklung 26 bzw. 28.A current flow in the primary winding 24 induces a magnetic flux in the core 12 whose flux density in Fig. 1 is indicated by an exemplary magnetic field lines B. The magnetic flux travels mostly along the entire length of the first straight core section 14 and thus penetrates the turns of the secondary windings 26 and 28 and is returned through the connecting sections 20, 22 and the second and third straight sections 16 and 18, respectively. The magnetic field B alternates with the mains frequency of 50 or 60 Hz and thus induces a high voltage in the first and in the second secondary winding 26 and 28, respectively.

Wie weiter in Fig. 1 zu sehen ist, sind vier Nebenschlusselemente 30 vorgesehen, die jeweils zwischen der Primärwicklung 24 und einer der Sekundärwicklungen 26 bzw. 28 angeordnet sind und jeweils den ersten geraden Kernabschnitt 14 mit dem zweiten geraden Kernabschnitt 16 bzw. dem dritten geraden Kernabschnitt 18 magnetisch kurzschließen. Derartige magnetische Kurz- oder Nebenschlusselemente 30 werden daher auch als magnetische "Shunts" bezeichnet.As in further Fig. 1 can be seen, four shunt elements 30 are provided, which are each arranged between the primary winding 24 and one of the secondary windings 26 and 28 respectively and short-circuit the first straight core portion 14 with the second straight core portion 16 and the third straight core portion 18 magnetically. Such magnetic short or shunt elements 30 are therefore also referred to as magnetic "shunts".

Durch die Nebenschlusselemente 30 wird ein Teil des Magnetflusses, welcher von der Primärwicklung 24 in dem ersten geraden Kernabschnitt 14 induziert wird, an der ersten und der zweiten Sekundärwicklung 26, 28 vorbeigeführt. Dadurch wird eine losere Kopplung zwischen der Primärwicklung 24 einerseits und den Sekundärwicklungen 26, 28 andererseits mit einer weicheren Strom-Spannungs-Charakteristik erhalten, wie man sie von Streufeldtransformatoren kennt. Insbesondere wird dadurch eine Selbststabilisierung erhalten, die Spannungsschwankungen auf der Primärseite zu gewissem Grade von Spannungsschwankungen auf der Sekundärseite entkoppelt. Obwohl dies der Einfachheit halber in Fig. 1 nicht gezeigt ist, kann der Transformator 10 ferner Sekundärwicklungen zum Erzeugen eines Heizstroms für die Glühkathoden der Magnetrons umfassen.By the shunt elements 30, a portion of the magnetic flux, which is induced by the primary winding 24 in the first straight core section 14, past the first and second secondary windings 26, 28. As a result, a looser coupling between the primary winding 24 on the one hand and the secondary windings 26, 28 on the other hand obtained with a softer current-voltage characteristic, as known from stray field transformers. In particular, self-stabilization is thereby obtained which decouples voltage fluctuations on the primary side to a certain degree from voltage fluctuations on the secondary side. Although this is for simplicity's sake Fig. 1 not shown, the transformer 10 may further comprise secondary windings for generating a heating current for the thermionic cathodes of the magnetrons.

Der in Fig. 1 gezeigte Transformator 10 ist sehr kompakt und benötigt nur unwesentlich mehr Bauraum als ein herkömmlicher Netztransformator zur Hochspannungsversorgung eines einzelnen Magnetron benötigen würde. Dies erleichtert es, trotz begrenzten Bauraums auch für den Fall, dass eine Mehrzahl von Magnetrons verwendet werden soll, in einem Gargerät weiterhin Netztransformatoren ohne aktive Bauelemente einzusetzen, die in der Herstellung günstiger und weniger störungsanfällig sind als Schaltnetzteile.The in Fig. 1 shown transformer 10 is very compact and requires only slightly more space than a conventional power transformer for high voltage power supply of a single magnetron would need. This makes it easier, despite limited space for the case that a plurality of magnetrons to be used in a cooking appliance continue to use power transformers without active components that are cheaper to manufacture and less prone to failure than switched-mode power supplies.

In Fig. 2 sind zwei Magnetrons 32 und 34 mit einer zugehörigen Hochspannungsversorgung 36 nach einer Weiterbildung der Erfindung gezeigt. Die Hochspannungsversorgung 36 umfasst einen Transformator 10, der so aufgebaut sein kann, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und einen Transformatorkern 12, eine Primärwicklung 24, eine erste Sekundärwicklung 26 und eine zweite Sekundärwicklung 28 umfasst. Ferner sind Sekundärwicklungen 38 zum Erzeugen eines Heizstroms für die Glühkathoden 40 bzw, 42 des ersten bzw. zweiten Magnetrons 32, 34 vorgesehen (in Fig. 1 nicht gezeigt). Die in den Sekundärwicklungen 26 und 28 induzierte Hochspannungen werden durch einen jeweiligen Kondensator 44 und eine jeweilige Diode 46 auf an sich bekannte Weise gleichgerichtet und verdoppelt. Durch Schalter 48 kann die Hochspannungsversorgung für die Magnetrons 32, 34 unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet werden.In Fig. 2 two magnetrons 32 and 34 are shown with an associated high voltage supply 36 according to a development of the invention. The high voltage power supply 36 includes a transformer 10 which may be constructed as in FIG Fig. 1 is shown, and a transformer core 12, a primary winding 24, a first secondary winding 26 and a second secondary winding 28 includes. Furthermore, secondary windings 38 are provided for generating a heating current for the hot cathodes 40 and 42 of the first and second magnetrons 32, 34 (in FIG Fig. 1 Not shown). The high voltages induced in the secondary windings 26 and 28 are rectified and doubled by a respective capacitor 44 and a respective diode 46 in a manner known per se. By switch 48, the high voltage power supply for the magnetrons 32, 34 are independently switched on and off.

Die Erfinder haben festgestellt, dass ein Transformator 10 mit einer Bauart, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, in der Schaltungsanordnung von Fig. 2 hervorragend arbeitet, und zwar ohne Verwendung irgendwelcher aktiver Bauteile, die die Hochspannungsversorgung komplizierter und störungsanfälliger machen würden. Der Transformator 10 ist in seiner Herstellung preiswert und kompakt genug, um selbst bei dem üblicherweise beschränkten Bauraum bei einem Gargerät mit mehreren Magnetrons untergebraucht zu werden.The inventors have found that a transformer 10 of a type as shown in FIG Fig. 1 is shown in the circuit of Fig. 2 works well, without the use of any active components that would make the high voltage power supply more complicated and prone to failure. The transformer 10 is inexpensive in its manufacture and compact enough to be used even in the usually limited space in a multi-magnetron cooking device.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Transformatortransformer
1212
Transformatorkerntransformer core
1414
erster gerader Kernabschnittfirst straight core section
1616
zweiter gerader Kernabschnittsecond straight core section
1818
dritter gerader Kernabschnittthird straight core section
20, 2220, 22
Verbindungsabschnitteconnecting sections
2424
Primärwicklungprimary
2626
erste Sekundärwicklungfirst secondary winding
2828
zweite Sekundärwicklungsecond secondary winding
3030
Nebenschlusselement ("Shunt")Shunt element
3232
erstes Magnetronfirst magnetron
3434
zweites Magnetronsecond magnetron
3636
HochspannungsversorgungHigh voltage power supply
3838
Sekundärwicklung für Kathodenheizung für Magnetron-KathodeSecondary winding for cathode heating for magnetron cathode
40, 4240, 42
Magnetron-KathodeMagnetron cathode
4444
Kondensatorcapacitor
4646
Diodediode
4848
Schalterswitch

Claims (10)

Gargerät mit Mikrowellenfunktion,
mit mindestens einem ersten und einem zweiten Magnetron (32, 34) zum Erzeugen von Mikrowellenstrahlung und Mitteln (36) zum Erzeugen einer Hochspannung für die zwei Magnetrons (32, 34), dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel (36) zum Erzeugen der Hochspannung einen Netztransformator (10) umfassen, der eine Primärwicklung (24) und eine erste und eine zweite Sekundärwicklung (26, 28) umfasst, die gemeinsam mit der Primärwicklung (24) auf einem Transformatorkern (12) angeordnet sind,
wobei die erste bzw. zweite Sekundärwicklung (26, 28) zum Erzeugen der Hochspannung für das erste bzw. zweite Magnetron (32, 34) bestimmt ist.Cooking device with microwave function,
with at least a first and a second magnetron (32, 34) for generating microwave radiation and means (36) for generating a high voltage for the two magnetrons (32, 34), characterized in that
the means (36) for generating the high voltage comprise a power transformer (10) which comprises a primary winding (24) and a first and a second secondary winding (26, 28) which are connected to the primary winding (24) on a transformer core (12). are arranged
wherein the first and second secondary windings (26, 28) for generating the high voltage for the first and second magnetrons (32, 34) is determined. Gargerät nach Anspruch 1, bei dem der Netztransformator (10) mindestens ein magnetisches Nebenschlusselement (30) umfasst, das geeignet ist, einen Teil des magnetischen Flusses (B), welcher durch die Primärwicklung (24) induziert wird, an der ersten und/oder der zweiten Sekundärwicklung (26, 28) derart vorbei zu führen, dass er nicht durch die Windungen der ersten bzw. zweiten Sekundärwicklung (26, 28) tritt.Cooking appliance according to claim 1, wherein the power transformer (10) comprises at least one magnetic bypass element (30) which is adapted to a part of the magnetic flux (B), which is induced by the primary winding (24) at the first and / or the second secondary winding (26, 28) to pass over so that it does not pass through the turns of the first and second secondary winding (26, 28). Gargerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Transformatorkern (12) einen ersten geraden Abschnitt (14) hat, auf dem die Primärwicklung (24), die erste Sekundärwicklung (26) und die zweite Sekundärwicklung (28) angeordnet sind.Cooking appliance according to claim 1 or 2, wherein the transformer core (12) has a first straight section (14) on which the primary winding (24), the first secondary winding (26) and the second secondary winding (28) are arranged. Gargerät nach Anspruch 3, bei dem die Primärwicklung (24), die erste Sekundärwicklung (26) und die zweite Sekundärwicklung (28) nebeneinander angeordnet sind.Cooking appliance according to claim 3, wherein the primary winding (24), the first secondary winding (26) and the second secondary winding (28) are arranged side by side. Gargerät nach Anspruch 4, bei dem die Primärwicklung (24) zwischen den beiden Sekundärwicklungen (26, 28) angeordnet ist.Cooking appliance according to claim 4, in which the primary winding (24) is arranged between the two secondary windings (26, 28). Gargerät nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem das mindestens eine magnetische Nebenschlusselement (30) zwischen der Primärwicklung (24) und der ersten bzw. zweiten Sekundärwicklung (26, 28) angeordnet ist und geeignet ist, einen Teil des magnetischen Flusses (B) aus dem ersten geraden Kernabschnitt (14) des Transformatorkerns (12) abzuleiten.Cooking appliance according to claim 2 and one of claims 3 to 5, wherein the at least one magnetic bypass element (30) between the primary winding (24) and the first and second secondary winding (26, 28) is arranged and is adapted to a part of the magnetic Derive flow (B) from the first straight core section (14) of the transformer core (12). Gargerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem der Transformatorkern (12) einen magnetischen Rückflussabschnitt hat, der ein erstes und ein zweites Ende des ersten geraden Kernabschnitts (14) verbindet.A cooking apparatus according to any one of claims 3 to 6, wherein the transformer core (12) has a magnetic return portion connecting first and second ends of the first straight core portion (14). Gargerät nach Anspruch 7, bei dem der Transformatorkern (12) einen zweiten und einen dritten geraden Kernabschnitt (16, 18) umfasst, die parallel zum ersten geraden Kernabschnitt (14) angeordnet sind und jeweils ein erstes und ein zweites Ende haben, und bei dem der Transformatorkern (12) ferner Verbindungs abschnitte (20, 22) aufweist, die das erste Ende des ersten geraden Kernabschnitts (14) mit dem ersten Ende des zweiten und/oder dritten geraden Kernabschnitts (16, 18) und das zweite Ende des ersten geraden Kernabschnitts (14) mit dem zweiten Ende des zweiten und/oder dritten geraden Kernabschnitts (16, 18) verbinden.Cooking appliance according to claim 7, wherein the transformer core (12) comprises a second and a third straight core portion (16, 18) which are arranged parallel to the first straight core portion (14) and each have a first and a second end, and wherein the transformer core (12) further comprises connecting portions (20, 22) having the first end of the first straight core portion (14) with the first end of the second and / or third straight core portion (16, 18) and the second end of the first straight Core portion (14) with the second end of the second and / or third straight core portion (16, 18) connect. Gargerät nach einem der Ansprüche 6 bis 7 und 8, bei dem vier magnetische Nebenschlusselemente (30) vorgesehen sind, die jeweils zwischen der Primärwicklung (24) und einer der Sekundärwicklungen (26, 28) angeordnet sind und den ersten geraden Kernabschnitt (14) mit dem zweiten oder dem dritten geraden Kernabschnitt (16, 18) verbinden.Cooking appliance according to one of claims 6 to 7 and 8, in which four magnetic bypass elements (30) are provided, each between the primary winding (24) and one of the secondary windings (26, 28) are arranged and the first straight core portion (14) connect the second or the third straight core section (16, 18). Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste und die zweite Sekundärwicklung (26, 28) jeweils mit einer Spannungs-Gleichrichtungs- und Verdopplungsschaltung verbunden sind, die jeweils zumindest eine Diode (46) und einen Kondensator (44) umfassen.Cooking appliance according to one of the preceding claims, wherein the first and the second secondary winding (26, 28) are each connected to a voltage rectifying and doubling circuit, each comprising at least one diode (46) and a capacitor (44).
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