JP2003347036A - マグネトロン駆動用電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ回路の制御回路の電源を簡素かつ
低損失に構成すること。 【解決手段】 インバータ回路に備えられた昇圧トラン
スに補助巻線を設け、１次巻線、２次巻線と補助巻線の
相互の結合係数を相等しくなるように設定し、インバー
タ回路が変換電力を可変しても制御回路の電源を安定化
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波により食
品などを誘電加熱する高周波加熱装置に用いられるマグ
ネトロン駆動用電源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のマグネトロン駆動用電源について
図面を用いて説明する。図３は従来のマグネトロン駆動
用電源の回路図である。従来のマグネトロン駆動用電源
は交流である商用電源１を一旦ダイオードブリッジ２で
直流電圧に変換し、この直流電圧を半導体スイッチ素子
７のオンオフによってインバータ回路は高圧トランス５
の１次巻線に高周波電圧を発生し、高圧トランス５は２
次巻線に高周波高電圧を励起する。この高周波高電圧は
高圧整流回路８によって直流高電圧に整流され、マグネ
トロン９に印加される。マグネトロン９はこの直流高電
圧で駆動され、２．４５ＧＨzの電波を発生する。

【０００３】インバータ回路は食品の加熱のためにマグ
ネトロン９の出力電波を可変することができ制御回路１
０はマグネトロン９の出力電波を可変するために半導体
スイッチ素子７のオン時間あるいは周波数を適宜可変す
るように働く。

【０００４】また、制御回路１０には制御回路１０を適
正に動作させるための電源を供給する回路を必要とし、
その電源は商用電源１を整流器１１によって整流し、抵
抗器１２によって必要な電流値に調整した後にツェナー
ダイオード１３によって制御回路が必要とする電圧Ｖｃ
ｃとなって制御回路１０に供給されるように構成されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成では下記にあげるような課題がある。

【０００６】すなわち、制御回路１０の電源を整流器１
１を介して得ているので、インバータ回路が動作してい
ないときも抵抗器１２には電流が流れ続ける。このため
抵抗器１２で常に損失を発生するためインバータ回路の
効率に悪影響を与えてしまう。

【０００７】また、抵抗器１２の損失は日本国内の家庭
用機器に用いられるような１００Ｖ系の電源系統で使用
される機器では５Ｗから７Ｗにも達するため抵抗器１２
自体も放熱のために大型化してしまうという課題があっ
た。

【０００８】本発明はこのような課題に鑑みてなしたも
のであり、インバータ回路の制御回路が必要とする電源
回路を簡素化するとともに低損失化することでインバー
タ回路の効率を向上せしめるマグネトロン駆動用電源を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明のマグネトロン駆動用電源は商用電源
から電力供給を受けマグネトロンを付勢するインバータ
回路を有し、前記インバータ回路は少なくとも１つの半
導体スイッチング素子と高圧トランスと高圧整流回路か
らなり、前記半導体スイッチング素子によって変換され
た高周波電力は前記高圧トランスによって昇圧され、前
記高圧整流回路はこの昇圧された高周波高圧電力を整流
し、前記マグネトロンに印加するとともに、前記昇圧ト
ランスは１次巻線と高電圧を発生する２次巻線を有する
とともに補助巻線を設けて前記インバータ回路の制御回
路に電力を供給する構成としたものである。

【００１０】これによって、インバータ回路の制御回路
に電圧を供給する電源回路を低損失化するとともに簡素
化することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、商用電
源から電力供給を受けマグネトロンを付勢するインバー
タ回路を有し、前記インバータ回路は少なくとも１つの
半導体スイッチング素子と高圧トランスと高圧整流回路
からなり、前記半導体スイッチング素子によって変換さ
れた高周波電力は前記高圧トランスによって昇圧され、
前記高圧整流回路はこの昇圧された高周波高圧電力を整
流し、前記マグネトロンに印加するとともに、前記昇圧
トランスは１次巻線と高電圧を発生する２次巻線を有す
るとともに補助巻線を設けて前記インバータ回路の制御
回路に電力を供給する構成とすることにより、制御回路
に電圧を供給する回路から電力抵抗を削減することがで
きるので電源を構成する回路を簡素化すると同時に電源
を構成する回路を低損失化することができる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、特に、請求項１
に記載の昇圧トランスに設けられた補助巻線と１次巻線
との結合係数は０．７以上となるように構成とすること
によって、インバータ回路が変換電力を可変した場合で
も一定の電圧を制御回路に供給し、インバータ回路の動
作を安定させることができる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、特に、請求項１
または２に記載の発明において、昇圧トランスに設けら
れた補助巻線と１次巻線および２次巻線との結合係数は
各々合い等しくなるように構成することによりインバー
タ回路が変換電力を可変した場合でも一定の電圧を制御
回路に供給し、インバータ回路の動作を安定させること
ができる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、、特に請求項１
〜３のいずれか１項に記載の発明において、商用電源を
整流する整流回路を設け、インバータ回路の制御回路の
電源を前記整流回路と補助巻線の出力を並列接続し、前
記インバータ回路が停止しているときも前記インバータ
回路の制御回路に待機電力を供給できる構成とすること
によって、インバータ回路が動作をはじめる前から制御
回路に安定した電圧を供給し、起動時の制御を安定させ
ることができる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、特に請求項１〜
４のいずれか１項に記載の発明において、補助巻線の出
力はフライバックとなる極性にし、かつ半波整流してイ
ンバータ回路の制御回路の電源とする構成とすることに
よって、インバータ回路が変換電力を可変した場合でも
一定の電圧を制御回路に供給し、インバータ回路の動作
を安定させることができる。

【００１６】請求項６に記載の発明は、特に請求項１〜
４のいずれか１項に記載の発明において、補助巻線の出
力は全波整流し、インバータ回路の制御回路の電源とす
る構成とすることによって、インバータ回路が変換電力
を可変した場合でも一定の電圧を制御回路に供給し、イ
ンバータ回路の動作を安定させることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１８】（実施例１）本発明の第１の実施例につい
て図１および図２を用いて説明する。

【００１９】図１は本発明の第１の実施例を示す回路図
である。図においてインバータ回路は交流である商用電
源１を一旦ダイオードブリッジ２で直流電圧に変換し、
この直流電圧を半導体スイッチ素子７のオンオフによっ
てインバータ回路は高圧トランス５の１次巻線に高周波
電圧を発生し、高圧トランス５は２次巻線に高周波高電
圧を励起する。この高周波高電圧は高圧整流回路８によ
って直流高電圧に整流され、マグネトロン９に印加され
る。マグネトロン９はこの直流高電圧で駆動され、２．
４５ＧＨzの電波を発生する。昇圧トランス５には１次
巻線および２次巻線に加えて制御回路１０に電圧を供給
する補助巻線５ｄを設けている。この補助巻線５ｄはそ
の出力をダイオードによって整流し、制御回路１０に電
源電圧を居給する構成となっている。この補助巻線５ｄ
と１次巻線５ａおよび２次巻線５ｂとの間の結合係数は
（式１）に示す関係と成っている。 Ｋａｄ≒Ｋｂｄ （１） Ｋａｄ：補助巻線５ｄと１次巻線５ａの結合係数 Ｋｂｄ：補助巻線５ｄと２次巻線５ｂの結合係数 図２はインバータ回路の入力電力を変化させたときの制
御回路１０の電源電圧Ｖｃｃの変化を示した図である。
この図が示すようにインバータ回路の変換電力を可変し
ても常に制御回路１０には一定の電圧が供給されるので
制御回路１０の内部で構成している基準電圧が変換電力
によらず一定とすることができるのでインバータ回路の
動作を常に安定に保つことができる。

【００２０】また、整流器１１ａ、１１ｂによって商用
電源１から抵抗器１２を介して制御回路１０の電源Ｖｃ
ｃに重畳するように構成しているためインバータ回路が
停止状態にあり補助巻線５ｄが電圧を出力しない状態で
あっても制御回路１０には電源Ｖｃｃが確立されている
のでインバータ回路が動作を開始する瞬間の半導体スイ
ッチ素子の動作を安定にすることができる。

【００２１】また、インバータ回路が動作していないと
きは制御回路１０の消費電力は非常に小さいので抵抗器
１２を介して居給すべき電流は補助巻線５ｄを設けない
場合に比べて非常に小さくすることができる。このた
め、抵抗器１２の損失は小さくすることができるので抵
抗器１２の外観が小さくできるだけでなく、インバータ
回路の待機時の損失を抑えることができるのでインバー
タ回路の効率を向上することが可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜６に記載の発
明によれば、インバータ回路の変換電力を可変しても制
御回路の電源電圧は一定に保つことができインバータ回
路の動作を安定することができるとともに制御回路に電
圧を供給する回路の損失を低減することができるという
効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるマグネトロン駆
動用電源を示す回路図

【図２】同マグネトロン駆動用電源において電力可変時
の制御回路１０に供給される電圧Ｖｃｃの変化を示す図

【図３】従来のマグネトロン駆動用電源を示す回路図同
マグネトロン駆動用電源のインバータ回路の動作波形図

【符号の説明】

１ 商用電源 ２ 整流回路 ５ 昇圧トランス ５ａ １次巻線 ５ｂ ２次巻線 ５ｄ 補助巻線 ７ 半導体スイッチ素子 ８ 高圧整流回路 ９ マグネトロン １０ 制御回路 １１ａ、１１ｂ 整流器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源から電力供給を受けマグネトロ
   ンを付勢するインバータ回路を有し、前記インバータ回
   路は少なくとも１つの半導体スイッチング素子と高圧ト
   ランスと高圧整流回路からなり、前記半導体スイッチン
   グ素子によって変換された高周波電力は前記高圧トラン
   スによって昇圧され、前記高圧整流回路はこの昇圧され
   た高周波高圧電力を整流し、前記マグネトロンに印加す
   るとともに、前記昇圧トランスは１次巻線と高電圧を発
   生する２次巻線を有するとともに補助巻線を設けて前記
   インバータ回路の制御回路に電力を供給する構成とした
   マグネトロン駆動用電源。
2. 【請求項２】 昇圧トランスに設けられた補助巻線と１
   次巻線との結合係数は０．７以上となるように設定した
   請求項１記載のマグネトロン駆動用電源。
3. 【請求項３】 昇圧トランスに設けられた補助巻線と１
   次巻線および２次巻線との結合係数は各々合い等しくな
   るように設定した請求項１または２記載のマグネトロン
   駆動用電源。
4. 【請求項４】 商用電源を整流する整流回路を設け、イ
   ンバータ回路の制御回路の電源を前記整流回路と補助巻
   線の出力を並列接続し、前記インバータ回路が停止して
   いるときも前記インバータ回路の制御回路に待機電力を
   供給できる構成とした請求項１〜３のいずれか１項に記
   載のマグネトロン駆動用電源。
5. 【請求項５】 補助巻線の出力はフライバックとなる極
   性にし、かつ半波整流してインバータ回路の制御回路の
   電源とする構成とした請求項１〜４のいずれか１項にら
   ４記載のマグネトロン駆動用電源。
6. 【請求項６】 補助巻線の出力は全波整流し、インバー
   タ回路の制御回路の電源とする構成とした請求項１〜４
   のいずれか１項に記載のマグネトロン駆動用電源。