JP2001189222A - マグネトロン用インバータ回路のトランス - Google Patents

マグネトロン用インバータ回路のトランス

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JP2001189222A
JP2001189222A JP37450999A JP37450999A JP2001189222A JP 2001189222 A JP2001189222 A JP 2001189222A JP 37450999 A JP37450999 A JP 37450999A JP 37450999 A JP37450999 A JP 37450999A JP 2001189222 A JP2001189222 A JP 2001189222A
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JP
Japan
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winding
cores
transformer
pair
magnetron
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JP37450999A
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Koji Ueda
浩司 植田
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Sharp Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F2038/003High frequency transformer for microwave oven

Landscapes

  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Microwave Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】構成部品の種類を削減し、製造作業の簡略化及
びコストの低廉化を実現するとともに、運搬時の衝撃や
使用中の温度変化によって容易に破損しないようにす
る。 【解決手段】トランス9を、断面形状がU字型を呈し、
ギャップ18を挟んで互いに対称形状のコア16,17
によって構成した。トランス9のコア16,17内に、
応力集中を生じる角部が形成されないため、運搬時の衝
撃によって作用する外力、又は、使用中における温度変
化により生じた内部応力が、コア16,17の一部に集
中的に作用することがなく、コア16,17が容易に破
損することを防止できる。また、コア16,17として
同一部品を用いることができ、準備すべき部品種類数を
削減してコストを低廉化することができ、インバータ回
路の組立時におけるコア16,17の配置ミスの発生が
確実に防止され、組立作業を簡略化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、インバータを用
いてマグネトロンを駆動するマグネトロン用インバータ
回路のトランスに関する。
【0002】
【従来の技術】インバータを用いてマグネトロンを駆動
する方式のトランスとして、図6に示すように、トラン
ス28の一次巻線22に直列に高周波チョーク27を設
けたものがある。このような構成では、トランス28に
加えて高周波チョーク27を備えることにより、スイッ
チングトランジスタ10に大きな負担を与えることな
く、マグネトロン15に効率的に電力を供給できるとさ
れている。
【0003】ところが、高周波チョーク27を備えたマ
グネトロン用トランスでは、マグネトロン15に流れる
陽極電流を制限することができる利点があるが、トラン
スの1次インダクタンスと同程度のインダクタンスを持
つ高周波チョークが必要であるとともに、1次側と2次
側との結合係数を0.98程度とするために1次巻線と
2次巻線とを同心円上に重ねて巻回する必要があり、こ
れらの構成上の条件を満足するためにトランスと略同一
の大きさの高周波チョークを備えなければならず、電源
部が大型化する問題がある。また、1次巻線と2次巻線
とを空間的に離して巻回することができないため、絶縁
状態を確保することが困難になる問題がある。
【0004】そこで、特公平7−40465号公報に
は、マグネトロン、共振コンデンサ、スイッチングトラ
ンジスタ、トランス及びトランジスタの電圧検知素子を
有する発振回路から構成するとともに、トランスを1対
の断面コの字型のコアで構成し、1対のコア間に設けた
ギャップを囲むように1次巻線を設け、かつ2次巻線及
びヒータ巻線を1次巻線に隣接して設け、1次巻線と2
次巻線の結合係数を0.6から0.8の間の値にしたマ
グネトロン用インバータ回路のトランスの構成が開示さ
れている。
【0005】この構成により、高周波チョークを備える
ことなく、マグネトロンに流れる陽極電流の過度の増
加、及び、スイッチングトランジスタの共振電圧が過度
に大きくなることを防止することができ、簡易なインバ
ータ回路を構成できるとされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
7−40465号公報に開示された構成では、トランス
を構成するコアの形状について考慮されておらず、図7
に示すように、トランスを構成する1対のトランスコア
19,20を非対称のコの字型形状に構成すると、振動
や衝撃による外力、又は、温度変化による内部応力がコ
の字型形状における角部に集中し、トランスコアに破損
を生じ易い問題がある。また、トランスを互いに異なる
形状を呈する2種類のトランスコアによって構成するこ
ととした場合には、部品種類の増加によるコストの上昇
を招くとともに、組立作業時に部品の取付ミスを生じる
可能性があり、組立作業が煩雑化する問題がある。
【0007】この発明の目的は、トランスの構造を改良
することにより、構成部品の種類を削減し、組立作業の
簡略化及びコストの低廉化を実現することができるとと
もに、トランスコアにおいて応力集中を生じないように
し、運搬時の衝撃や使用中の温度変化によって容易に破
損を生じることを防止できるマグネトロン用インバータ
回路のトランスを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手投】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、以下の構成を備えてい
る。
【0009】(1) マグネトロンを駆動するインバータ回
路に設けられ、互いの間にギャップを設けて1対のコア
を配置するとともに、1対のコアの周囲におけるギャッ
プを含む範囲に1次巻線、2次巻線及びヒータ巻線のそ
れぞれを巻回軸方向に互いに隣接させて巻回したマグネ
トロン用インバータ回路のトランスにおいて、前記1対
のコアのそれぞれをU字型断面形状に形成したことを特
徴とする。
【0010】この構成においては、マグネトロンを駆動
するインバータ回路に含まれるトランスが、それぞれが
U字型断面形状を呈する1対のコアによって構成され
る。したがって、トランスのコア内に応力集中を生じる
角部が存在せず、運搬時の衝撃等によって作用する外力
や使用中における温度変化による内部応力が、コアの一
部に集中して作用することがなく、コアが容易に破損す
ることがない。
【0011】(2) マグネトロンを駆動するインバータ回
路に設けられ、互いの間にギャップを設けて1対のコア
を配置するとともに、1対のコアの周囲におけるギャッ
プを含む範囲に巻回軸方向に1次巻線、2次巻線及びヒ
ータ巻線のそれぞれを互いに隣接させて巻回したマグネ
トロン用インバータ回路のトランスにおいて、前記1対
のコアが、ギャップを挟んで互いに対称の形状を呈する
ことを特徴とする。
【0012】この構成においては、ギャップを挟んで互
いに対称の形状を呈する1対のコアによってトランスが
構成される。したがって、トランスを構成する1対のコ
アの形状が互いに同一になり、部品種類数が削減される
とともに、組立作業時に取付ミスを生じることがない。
【0013】(3) 前記1対のコアのギャップが、1次巻
線の巻回軸方向の巻回範囲と2次巻線及びヒータ巻線の
巻回軸方向の巻回範囲とのうち、いずれか広い方の巻回
範囲に位置することを特徴とする。
【0014】この構成においては、巻回軸方向に互いに
隣接して位置する1次巻線、2次巻線及びヒータ巻線の
巻回範囲において、1次巻線の巻回範囲と2次巻線及び
ヒータ巻線の巻回範囲とのうちで、より広い方の巻回範
囲内に1対のコアのギャップが配置される。したがっ
て、ギャップを挟んで配置される互いに同一形状を呈す
る1対のコアの周囲に1次巻線、2次巻線及びヒータ巻
線を巻回する場合に、各巻線の巻回軸方向におけるコア
の長さが最小化される。
【0015】(4) 前記1対のコアのギャップが、1次巻
線の巻回軸方向の巻回範囲と2次巻線の巻回軸方向の巻
回範囲との間に位置することを特徴とする。
【0016】この構成においては、1次巻線の巻回軸方
向の巻回範囲と2次巻線の巻回軸方向の巻回範囲との間
にコアのギャップが位置する。したがって、1次巻線の
巻回軸方向の巻回範囲と2次巻線及びヒータ巻線の巻回
軸方向の巻回範囲とが略等しい場合にも1対のコアがギ
ャップを挟んで互いに同一形状となる。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の実施形態に係
るトランスを含むマグネトロン用インバータ回路の構成
を示す回路図である。ダイオード2、チョークコイル3
及び平滑コンデンサ4によって商用電源1を整流平滑し
て形成した直流電源に、コンデンサ5及びトランス9を
並列に接続し、コンデンサ5及びトランス9からなるL
−C共振回路をトランジスタ10及びダイオード11か
らなるスイッチング回路によって20KHz以上の周波
数でスイッチングすることにより、インバータ回路が構
成されている。また、直流電源端子a、トランジスタ1
0におけるコレクタ−エミッタ間電圧Vceの検出端子
b、接地端子c及びトランジスタドライブ端子dを備え
た発振回路12により、トランジスタ10がスイッチン
グ制御される。トランス9は、1次巻線6、2次巻線7
及びヒータ巻線8を備えている。トランス9の2次巻線
7は、高圧コンデンサ13及び高圧ダイオード14から
なる倍電圧整流回路を介して、電圧が4000V程度で
平均電流が200〜300mA程度(800〜1200
w程度の電力)の直流高圧電力をマグネトロン15に供
給している。
【0018】トランス9において、2次巻線7と同一の
コアに巻回されたヒータ巻線8は、マグネトロン15に
約50〜100W程度のヒータ電力を供給している。ト
ランジスタ10に対する印加電圧が小さくなったことを
検知してトランジスタ10が閉成されると、トランジス
タ10が閉成している間(Ton)においてトランジスタ
10には漸増する電流が流れる。一方、発振回路12の
制御によってトランジスタ10が開成さると、トランジ
スタ10が開成している間(Toff )においてL−C共
振電圧がコレクタ−エミッタ間に印加される。
【0019】このように構成されたインバータ回路で
は、トランジスタ10に電圧が印加されている間にはト
ランジスタ10に電流が流れず、トランジスタ10に電
流が流れている間にはトランジスタ10に電圧が印加さ
れないため、いずれにおいてもトランジスタ10の発熱
損失が小さくなって効率が高くなる。しかし、L−C共
振回路の定数の設定如何によっては、L−C共振回路が
オーバーダンピング状態になり、トランジスタ10が閉
成されている間における電圧値が“0”にならない場合
がある。この場合には、トランジスタ10に電圧が印加
されている間にトランジスタ10を閉成せざるを得ず、
大きな短絡電流が流れてトランジスタ10の発熱損失も
大きくなる。したがって、L−C共振回路の定数として
は、オーバーダンピング状態とならない値を設定する必
要がある。
【0020】図2は、この発明の第1の実施形態に係る
トランスを示す図である。トランス9は、それぞれがU
字型断面形状を呈する1対のフェライトコア16,17
をギャップ18を挟んで対向させ、1対のコア16,1
7の周囲におけるギャップ18を含む範囲に1次巻線
6、2次巻線7及びヒータ巻線8のそれぞれをこの順に
巻回軸方向に互いに隣接させて巻回して構成されてい
る。このように、1次巻線6、2次巻線7及びヒータ巻
線8を互いに隣接した状態で配置しているため、所望の
結合係数を得ることができるとともに、1次巻線6と2
次巻線7との間の磁束の結合は空気中においても行われ
るため、小型のコア16,17を用いることができ、装
置を小型化できる。
【0021】また、コア16,17は、断面形状がU字
型を呈するため、コア16,17内に角部が形成されな
い。このため、運搬時の衝撃によって作用する外力や使
用中における温度変化により生じた内部応力が、コア1
6,17の一部に集中的に作用することがなく、コア1
6,17が容易に破損することを防止できる。
【0022】図3は、この発明の第2の実施形態に係る
トランスを示す図である。この実施形態に係るトランス
9は、ギャップ18を挟んで1対のコア16,17を対
称の形状としたものである。したがって、トランス9
は、互いに同一の形状の1対のコア16,17によって
構成され、コア16,17として同一部品を用いること
ができ、準備すべき部品種類数を削減してコストを低廉
化することができる。また、インバータ回路の組立時に
おけるコア16,17の配置ミスの発生が確実に防止さ
れ、組立作業を簡略化することができる。
【0023】さらに、トランス9において、コア16と
コア17との間のギャップ18は、1次巻線6の巻回軸
方向の巻回範囲と2次巻線7及びヒータ巻線8の巻回軸
方向の巻回範囲とのうち、いずれか広い方の巻回範囲に
配置される。即ち、巻回軸方向に互いに隣接して位置す
る1次巻線6、2次巻線7及びヒータ巻線8の巻回範囲
において、1次巻線6の巻回範囲と2次巻線7及びヒー
タ巻線8の巻回範囲とのうちで、より広い方の巻回範囲
内にギャップ18が配置される。例えば、図3に示すよ
うに、巻回軸方向における1次巻線6の巻回範囲と2次
巻線7の巻回範囲とが等しい場合には、ギャップ18は
2次巻線7の巻回範囲内に位置する。
【0024】これによって、ギャップ18を挟んで配置
される互いに同一形状を呈する1対のコア16,17の
周囲に1次巻線6、2次巻線7及びヒータ巻線8を巻回
する場合に、各巻線の巻回軸方向におけるコア16,1
7のそれぞれの長さを最小にすることができ、コア1
6,17の形状を最も小型化することができる。
【0025】なお、巻回軸方向における各巻線の巻回範
囲は各巻線の巻回数、線径及び巻回半径等によって相違
し、巻線方向における1次巻線6の巻線範囲が2次巻線
7及びヒータ巻線8の巻線範囲よりも広くなる場合も考
えられ、この場合には、ギャップ18を1次巻線6の巻
回範囲に配置することによってコア16,17の巻回軸
方向の長さを最小にできる。
【0026】また、図4に示すように、コア16,17
の周囲に1次巻線6、ヒータ巻線8、2次巻線7をこの
順に巻回する場合にも、この発明を同様に実施できる。
【0027】さらに、巻線方向における1次巻線6の巻
線範囲と2次巻線7及びヒータ巻線8の巻線範囲とが略
等しい場合には、図5に示すようにギャップ18を巻回
軸方向における1次巻線6と2次巻線との間に配置する
ことによって、コア16,17の巻回軸方向の長さを最
小にできる。
【0028】
【発明の効果】この発明は、以下の効果を奏する。
【0029】(1) マグネトロンを駆動するインバータ回
路に含まれるトランスを、それぞれがU字型形状を呈す
る1対のコアによって構成することにより、トランスの
コア内に応力集中を生じる角部が存在せず、運搬時の衝
撃等によって作用する外力や使用中における温度変化に
よる内部応力が、コアの一部に集中して作用することが
なく、コアが容易に破損することを確実に防止できる。
【0030】(2) ギャップを挟んで対称形状を呈する1
対のコアによってトランスを構成することにより、トラ
ンスを構成する1対のコアを互いに同一の形状とし、部
品種類数を削減してコストの低廉化及び組立作業の簡略
化を実現できる。
【0031】(3) 巻回軸方向に互いに隣接して位置する
1次巻線、2次巻線及びヒータ巻線の巻回範囲におい
て、1次巻線の巻回範囲と2次巻線及びヒータ巻線の巻
回範囲とのうちで、より広い方の巻回範囲内に1対のコ
アのギャップを配置することにより、ギャップを挟んで
配置される互いに同一形状を呈する1対のコアの周囲に
1次巻線、2次巻線及びヒータ巻線を巻回する場合に、
各巻線の巻回軸方向におけるコアの長さを最小にするこ
とができ、コアの形状を最も小型化することができる。
【0032】(4) 1次巻線の巻回軸方向の巻回範囲と2
次巻線の巻回軸方向の巻回範囲との間にコアのギャップ
を位置させることにより、1次巻線の巻回軸方向の巻回
範囲と2次巻線及びヒータ巻線の巻回軸方向の巻回範囲
とが略等しい場合にも、ギャップを挟んで互いに同一形
状の1対のコアを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係るトランスを含むマグ
ネトロン用インバータ回路の構成を示す回路図である。
【図2】この発明の第1の実施形態に係るトランスを示
す図である。
【図3】この発明の第2の実施形態に係るトランスを示
す図である。
【図4】この発明の第3の実施形態に係るトランスを示
す図である。
【図5】この発明の第4の実施形態に係るトランスを示
す図である。
【図6】従来のマグネトロン用インバータ回路の構成を
示す回路図である。
【図7】従来のマグネトロン用インバータ回路に適用さ
れるトランスの構成を示す図である。
【符号の説明】
6−1次巻線 7−2次巻線 8−ヒータ巻線 9−トランス 16,17−コア 18−ギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01F 31/00 C

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マグネトロンを駆動するインバータ回路に
    設けられ、互いの間にギャップを設けて1対のコアを配
    置するとともに、1対のコアの周囲におけるギャップを
    含む範囲に巻回軸方向に1次巻線、2次巻線及びヒータ
    巻線のそれぞれを互いに隣接させて巻回したマグネトロ
    ン用インバータ回路のトランスにおいて、 前記1対のコアのそれぞれをU字型断面形状に形成した
    ことを特徴とするマグネトロン用インバータ回路のトラ
    ンス。
  2. 【請求項2】マグネトロンを駆動するインバータ回路に
    設けられ、互いの間にギャップを設けて1対のコアを配
    置するとともに、1対のコアの周囲におけるギャップを
    含む範囲に巻回軸方向に1次巻線、2次巻線及びヒータ
    巻線のそれぞれを互いに隣接させて巻回したマグネトロ
    ン用インバータ回路のトランスにおいて、 前記1対のコアが、ギャップを挟んで対称の形状を呈す
    ることを特徴とするマグネトロン用インバータ回路のト
    ランス。
  3. 【請求項3】前記1対のコアのギャップが、1次巻線の
    巻回軸方向の巻回範囲と2次巻線及びヒータ巻線の巻回
    軸方向の巻回範囲とのうち、いずれか広い方の巻回範囲
    に位置することを特徴とする請求項1又は2に記載のマ
    グネトロン用インバータ回路のトランス。
  4. 【請求項4】前記1対のコアのギャップが、1次巻線の
    巻回軸方向の巻回範囲と2次巻線の巻回軸方向の巻回範
    囲との間に位置することを特徴とする請求項1又は2に
    記載のマグネトロン用インバータ回路のトランス。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9055616B2 (en) 2007-09-21 2015-06-09 Soudronic Ag Method and apparatus for inductively heating an electrically conductive workpiece

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9055616B2 (en) 2007-09-21 2015-06-09 Soudronic Ag Method and apparatus for inductively heating an electrically conductive workpiece

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