JP2005005085A

JP2005005085A - マグネトロン駆動用電源

Info

Publication number: JP2005005085A
Application number: JP2003166168A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sakai; 伸一酒井; Toyotsugu Matsukura; 豊継松倉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-11
Also published as: JP4042636B2

Abstract

【課題】本発明はマグネトロン駆動用電源において、冷却方向の長さを短くし、設計レイアウトの自由度向上と、冷却設計の効率化を実現することを課題とするものである。
【解決手段】本発明はマグネトロン駆動用電源を高圧トランス１で２分割にし、その冷却方向の長さを極力小型化したものである。
また、２分割された各々の印刷配線板１３、１４と他の構造部材とを組合わせることにより、導風路を構成したものである。上記発明によれば、冷却方向の長さ非常に短くなることで、例えば、冷却ファン、マグネトロン駆動用電源およびマグネトロンの概直列構成が最短距離で実現でき、また、マグネトロン駆動用電源部を導風経路とすることで効率良い冷却設計が可能になる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチング方式のマグネトロン駆動用電源、特にその冷却方向長さを小型化するための分割基板構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のマグネトロン駆動用電源は図７、図８に記載されているようなものが一般的であった。例えば、マグネトロン駆動用電源は図７に示すように、スイッチング電源１０１とマグネトロン１０２が対向しており、単一或いは複数の冷却ファン１０３からの冷却風を分割してスイッチング電源１０１或いはマグネトロン１０２を冷却するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の従来技術のマグネトロン駆動用電源は図８に示すように、マグネトロン１０２とスイッチング電源１０１が対向して置けないため、冷却ファン１０３、マグネトロン１０２、スイッチング電源１０１が概直線状に配設され、スイッチング電源１０１の長さ方向の制約と冷却風の流れの問題からスイッチング電源１０１を傾けて配設する構成となっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−０３１５６２号公報
【特許文献２】
特開２００３−０７４８７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のマグネトロン駆動用電源では、マグネトロンとスイッチング電源が対向して配設するスペースがない場合に冷却ファン、マグネトロン、およびスイッチング電源を概直線的に配設した場合、その長さ方向が長くなる為、当該マグネトロン駆動用電源を使用する筐体の設計スペースが非常に大きくなり設計に支障をきたし、また、その可決策の為に冷却ファンの小型化が強いられ冷却不足を引き起こす要因があるという課題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためマグネトロン駆動用電源を高圧トランス部で２分割にし、その冷却方向の長さを極力小型化したものである。
【０００７】
また、２分割された各々の印刷配線板と他の構造部材とを組合わせることにより、導風路を構成したものである。
【０００８】
上記発明によれば、冷却方向の長さ方向が非常に短くなることで、例えば、冷却ファン、マグネトロン駆動用電源およびマグネトロンの概直列構成が最短距離で実現でき、また、マグネトロン駆動用電源部を導風経路とすることで効率良い冷却設計が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかるマグネトロン駆動用電源は、スイッチング方式のマグネトロン駆動用電源を構成する印刷配線板において、前記印刷配線板を２分割以上に分割する回路構成から成り、少なくとも高圧トランスと倍電圧整流回路とから成る第１の印刷配線板と、前記第１の印刷配線板に構成された回路部品以外の構成部品からなる単一または複数の板から成る第２の印刷配線板と、前記第１の印刷配線板と第２の印刷配線板を連結する接続手段を有する。
【００１０】
そして、印刷配線板を２分割にすることで冷却方向の長さ寸法が最小化することができ、マグネトロンとマグネトロン駆動用電源とが対向して配設できない場合等にコンパクトな冷却設計を実現することができる。
【００１１】
本発明の請求項２にかかるマグネトロン駆動用電源は、接続手段を高圧トランスの１次側端子と第２の印刷配線板間をリードセン、或いはブスバーで接続したことを特徴とするものである。
【００１２】
そして、高圧トランスの１次巻線の２つの端子を使用することで、電流の行き帰りという必要最低限な２本のリードセンで２つの印刷配線板を接続することができ、非常に簡単な構成を実現できる。
【００１３】
本発明の請求項３にかかるマグネトロン駆動用電源は、第１、第２の印刷配線板を組立中においては単一の印刷配線板として構成させ、半田ディップ後に分割することにより実現したものである。
【００１４】
これにより、組立の合理化が図られ、また、実働による検査、調整が単一の基板で実現することができ、非常に生産性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の請求項４にかかるマグネトロン駆動用電源は、接続手段を第２の印刷配線板上に構成される半導体素子の駆動回路を制御する制御回路部に対し、隣接及び交差しないように配線されたものである。
【００１６】
そして、スイッチングに伴う大電流が流れるリード線と制御回路部とを離すことにより、大電流に伴う電磁ノイズの影響を受けることなく駆動することができ、安定した動作を実現することができる。
【００１７】
本発明の請求項５にかかるマグネトロン駆動用電源は、第１、第２の印刷配線板の冷却方向を印刷配線板の半田ディップ時における幅方向になるように構成し、半田ディップ前は単一の印刷配線板上に構成し、半田ディップ後に分割したものである。
【００１８】
そして、このように配設することで冷却方向の長さを最短にすることが可能であり、前記のように半田ディップ時の幅方向を印刷配線板の冷却方向にし、ディップ時の長さ方向を冷却方向と垂直方向にすることで効率的な印刷配線板設計が可能となる。
【００１９】
本発明の請求項６にかかるマグネトロン駆動用電源は、第１、第２の印刷配線板が対向して配設され、或いは、Ｌ字型に配設され、他の機構部品と共に印刷配線板上の部品面が導風路として構成された構成である。
【００２０】
そして、マグネトロン駆動用電源部が導風路の役目をするため、例えば、マグネトロンとの直列冷却構成など、効率的な冷却設計をすることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２２】
（実施例１）
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施例１のマグネトロン駆動用電源を示す回路図、図２（ａ）は同マグネトロン駆動用電源の斜視図、図２（ｂ）は従来の一体型のマグネトロン駆動用電源の斜視図である。
【００２３】
図１、図２において、１は高圧トランス、２は高圧トランスの出力を倍電圧整流する倍電圧整流回路、３はマグネトロンである。
【００２４】
また、１３が第１の印刷配線板、１４が第２の印刷配線板で、印刷配線板上にミシン目１２を入れることにより分割が可能である。
【００２５】
第１の印刷配線板１３と第２の印刷配線板１４は接続手段４により電気的に接続されている。
【００２６】
高圧トランスの一次側では、一次巻線１ａと共振コンデンサ５との電圧共振を使ってスイッチング素子６によりインバータ動作が行われる。
【００２７】
スイッチング素子６は制御回路７からの信号でオン、オフを繰り返している。
【００２８】
また、８は主として２００Ｖ系の動作を行うときに用いられるクランプコンデンサであり、９はそれを動作させる第２のスイッチング素子である。
【００２９】
そして、ダイオードブリッジ１０はスイッチング素子６（９）と共に放熱フィン１１に取り付けられている。
【００３０】
次に動作、作用について説明すると、従来の一般的なマグネトロン駆動用電源は図２（ｂ）に示すように、重点的に冷却を必要とする高圧トランス１、スイッチング素子６、９が装着されている放熱フィン１１を効率的に冷却する為と、図７に示したように、マグネトロン駆動用電源が良く用いられる高周波加熱機器の電気室との関係から縦長方向に冷却方向を取ること普通である。
【００３１】
しかしながら、特殊な冷却を要するもので、図８に示したようなマグネトロンとマグネトロン駆動用電源が対向できない場合、その冷却方向長さを極力短くする必要がある場合が存在する。
【００３２】
そのために本実施例１では、図１（ｃ）に示すように、第１の印刷配線板上に高圧トランス１、倍電圧整流回路２および共振コンデンサ５を配設し、第２の印刷配線板にスイッチング素子６、９、ダイオードブリッジ１０を設けた放熱フィン１１、クランプコンデンサ８、平滑コンデンサ１５、スイッチング素子６（９）を駆動する制御回路部７を配設し、第１、第２の印刷配線板間を接続手段４で電気的に接続したものである。
【００３３】
これにより、図２（ａ）に示したように冷却方向長さを極力短縮することができる。
【００３４】
なお、図２（ａ）では、１枚の印刷配線板にて組立を行い、半田ディップ後に印刷配線板上に設けられたミシン目１２で分割することにより第１、第２の印刷配線板１３、１４にした例を提示しているが、当初から別々の基板で物作りをしても構わないことは当然である。
【００３５】
また、ミシン目１２はＶカットやそれと同義の作用を持つ構成でもかまわない。
【００３６】
そして、接続手段４はリード線の例を提示しているが、ブスバーなどの同義な電気的接続方法でもかまわない。
【００３７】
次に接続手段４の位置であるが、高圧トランス１の一次巻線１ａの両端子から出すのが最も効率的である。
【００３８】
例えば、図１（ａ）においてライン１６とライン１７の各々で印刷配線板を分けた場合、どちらも２本の接続ですみそうに見えるがライン１７の場合は大型部品である放熱フィン１１をダイオードブリッジ１０部とそれ以外に分ける必要があり効率的とは言えない。
【００３９】
また、それ以外の場所で分けようとすると３本以上の接続手段４が必要となるのは明らかである。
【００４０】
なお、図１（ａ）、（ｂ）の比較のように共振コンデンサ５は第１、第２の印刷配線板１３，１４のいずれにあっても良いため、設計意図でその場所をどちら側にもできる。
【００４１】
なお、図１（ｃ）の共振コンデンサ５もどちら側でも良いことは言うまでもない。
【００４２】
（実施例２）
図３は本発明の実施例２のマグネトロン駆動用電源における印刷配線板の概略板取図を示す。
【００４３】
本実施例２は、実施例１の印刷配線板の第１、第２の印刷配線板１３，１４の板取構成の例を示したものである。
【００４４】
次に動作、作用を説明すると、基本的に冷却方向は最短距離を目指して設計する為、冷却方向の長さに関しては、２つの印刷配線板１３、１４が対向、或いは、Ｌ字状に設置されることを考えると、その長さは同じか、またはほぼ同じ長さになると考えられる。
【００４５】
一方、半田ディップ方向の長さに関しては、当該電源の使用される筐体により、その配置すなわち長さは種々多様となる。
【００４６】
ゆえに、第１、第２の印刷配線板１３，１４の冷却方向はディップ方向に対して幅方向に取ると効率的である。
【００４７】
図３の板取例を考えると、図３（ａ）が単純な２分割構成、図３（ｂ）が捨て基板１８部を第１、第２の印刷配線板１３，１４に対して均等に取った場合の例、図３（ｃ）が捨て基板１８を第２の印刷配線板側のみに設け、第１の印刷配線板の冷却方向の長さを若干長くした場合の例である。
【００４８】
なお、このように単一印刷配線板から分割することにより、２分割する場合の板取は色々あることは言うまでもない。
【００４９】
（実施例３）
図４は本発明の実施例３のマグネトロン駆動用電源を示す実装斜視図である。本実施例３において、実施例１または２と異なる点は、２本の接続手段４がリブ１９により、制御回路７から物理的に分離されている点である。
【００５０】
なお、実施例１、２、３と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５１】
次に動作、作用を説明すると、２本の接続手段４は、高圧トランス１の１次巻線と、共振コンデンサ５およびクランプコンデンサ８との間に流れる共振電流が流れる。その共振電流は５０〜８０アンペアという大電流が流れるため、接続手段４の近傍には電磁界による雑音が大きく生成されている。
【００５２】
また、より小型化された冷却を目指すためにマグネトロン駆動用電源は分割されているため、接続手段４であるリード線は機械的に制御回路７部から離されるようにリブ１９等で物理的に分離処理されないと、制御回路７の近傍に配線され、それによる雑音の影響で誤動作が生じ、最悪の場合、誤動作によりマグネトロン駆動用電源が破壊されることがある。
【００５３】
（実施例４）
図５は本発明の実施例４の２枚の印刷配線板を対向して設けたマグネトロン駆動用電源を示す側面図である。
【００５４】
図６（ａ）は本発明の実施例４の２枚の印刷配線板を対向して設けた場合、図６（ｂ）は本発明の実施例４の２枚の印刷配線板をＬ字形状に設けたマグネトロン駆動用電源を示す模式図である。
【００５５】
図６（ｃ）は、本発明の実施例４の２枚の印刷配線板１３，１４を接続手段４であるブスバーで連結した例を示した要部断面図である。
【００５６】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５７】
次に動作、作用を説明する。
【００５８】
まず、図６（ａ）の模式図に示した２つの印刷配線板を対向させた場合について図５を併用しながら説明する。
【００５９】
一般的にマグネトロン駆動用電源の外形サイズが大きな部品は、高圧トランス１と、ダイオードブリッジ１０やスイッチング素子６（９）を冷却する放熱フィン１１である。そのため、図６（ａ）に示すように、高圧トランス１と放熱フィン１１を互い違いになるように印刷配線板１３，１４のレイアウト設計を行う。
【００６０】
そして、多くの部品は印刷配線板１４側にあるため、比較的大型なクランプコンデンサ８、平滑コンデンサ１５、制御回路７用の電源を作成するためのセメント抵抗２０などが、印刷配線板１３上の高圧トランス１と印刷配線板１４のスペースに配置されることで、印刷配線板１３、および１４間の距離を最小化することができる。
【００６１】
この２つの印刷配線板１３、１４は、接続手段４であるリード線で構成されている。
【００６２】
また、印刷配線板１３、１４間の両サイドのスペースはマグネトロンの加熱室２１の壁面と、当該駆動電源の外壁板２２で囲われ、４面を閉じられた冷却用の導風路が構成されている。
【００６３】
なお、前記実施例において共振コンデンサ５は印刷配線板１３上に配置したが、印刷配線板１４上に配置することができるのはいうまでもない。
【００６４】
つぎに、図６（ｂ）に示したＬ字構成について説明する。
【００６５】
基本的構成は、対向させた場合と同じであるが、導風路が加熱室２１、放熱フィン１１、印刷配線板１３，１４で構成されている。
【００６６】
また、図６（ｃ）に示したように２つの印刷配線板１３，１４は接続手段４であるブスバーで連結されている。
【００６７】
ブスバー４はアッセンブリー時は同一平面上にあり、組立時にＬ字に曲げるときに中央の切抜き部分を中心にして折曲がる構成になっている。
【００６８】
なお、この例では接続手段４をブスバーで構成したが、リード線でも同様に構成できる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に係るマグネトロン駆動用電源は、スイッチング方式のマグネトロン駆動用電源を構成する印刷配線板において、前記印刷配線板を２分割以上に分割する回路構成から成り、少なくとも高圧トランスと倍電圧整流回路とから成る第１の印刷配線板と、前記第１の印刷配線板に構成された回路部品以外の構成部品からなる単一または複数の板から成る第２の印刷配線板と、前記第１の印刷配線板と第２の印刷配線板を連結する接続手段とから構成しているので、マグネトロンとマグネトロン駆動用電源が対向して設置できない設計環境（たとえば、マグネトロンとマグネトロン駆動用電源が概直線状に配設される場合）にその冷却方向の長さを最小限にすることができ、コンパクトな冷却設計が可能になるという効果がある。
【００７０】
また、請求項２に係るマグネトロン駆動用電源は、接続手段として高圧トランスの１次側端子と第２の印刷配線板間をリード線、或いは、ブスバーで接続しているので、高圧トランスの１次巻線の２つの端子を使用することで、電流の行き帰りという必要最低限な２本のリードセンで２つの印刷配線板を接続することができ、非常に簡単な構成を実現できるという効果がある。
【００７１】
また、請求項３に係るマグネトロン駆動用電源は、第１、第２の印刷配線板を組立中においては単一の印刷配線板として構成させ、半田ディップ後に分割することにより実現したものとしているので、これにより、組立の合理化が図られ、また、実働による検査、調整が単一の基板で実現することができ、非常に生産性を向上させることができるという効果がある。
【００７２】
また、請求項４に係るマグネトロン駆動用電源は、接続手段を第２の印刷配線板上に構成される半導体素子の駆動回路を制御する制御回路部に対し、隣接及び交差しないように配線されたものとしているので、スイッチングに伴う大電流が流れるリード線と制御回路部とを離すことにより、大電流に伴う電磁ノイズの影響を受けることなく駆動することができ、誤動作による電源の破壊等の発生も無く、安定した動作を実現することができるという効果がある。
【００７３】
また、請求項５に係るマグネトロン駆動用電源は、第１、第２の印刷配線板の冷却方向を印刷配線板の半田ディップ時における幅方向になるように構成し、半田ディップ前は単一の印刷配線板上に構成し、半田ディップ後に分割したものとしているので、このように配設することで本来冷却方向の長さを最短にすることが目的であり、前記のように半田ディップ時の幅方向を印刷配線板の冷却方向にし、ディップ時の長さ方向を冷却方向と垂直方向にすることで効率的な印刷配線板設計が可能となるという効果がある。
【００７４】
また、請求項６に係るマグネトロン駆動用電源は、第１、第２の印刷配線板が対向して配設され、或いは、Ｌ字型に配設され、他の機構部品と共に印刷配線板上の部品面が導風路として構成された構成としているので、マグネトロン駆動用電源部が導風路の役目をするため、例えば、マグネトロンとの直列冷却構成など、効率的な冷却設計をすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施例１のマグネトロン駆動用電源を示す回路図
（ｂ）同マグネトロン駆動用電源を示す別の回路図
（ｃ）同マグネトロン駆動用電源を示す別の回路図
【図２】（ａ）本発明の実施例１のマグネトロン駆動用電源の斜視図
（ｂ）従来の一体型のマグネトロン駆動用電源の斜視図
【図３】（ａ）本発明の実施例２のマグネトロン駆動用電源における印刷配線板の概略板取図
（ｂ）同マグネトロン駆動用電源における印刷配線板の別の概略板取図
（ｃ）同マグネトロン駆動用電源における印刷配線板の別の概略板取図
【図４】本発明の実施例３のマグネトロン駆動用電源を示す要部斜視図
【図５】本発明の実施例４の２枚の印刷配線板を対向して設けたマグネトロン駆動用電源を示す側面図
【図６】（ａ）同マグネトロン駆動用電源の模式図
（ｂ）同マグネトロン駆動用電源の模式図
（ｃ）同マグネトロン駆動用電源の接続手段の要部断面図
【図７】従来のマグネトロン駆動用電源の設置図
【図８】従来のマグネトロン駆動用電源の他の設置図
【符号の説明】
１高圧トランス
２倍電圧整流回路
３マグネトロン
４接続手段
７制御回路
１３、１４印刷配線板

Claims

スイッチング方式のマグネトロン駆動用電源を構成する印刷配線板において、前記印刷配線板を２分割以上に分割する回路構成から成り、少なくとも高圧トランスと倍電圧整流回路とから成る第１の印刷配線板と、前記第１の印刷配線板に構成された回路部品以外の構成部品からなる単一または複数の板から成る第２の印刷配線板と、前記第１の印刷配線板と第２の印刷配線板を連結する接続手段とを備えたマグネトロン駆動用電源。
接続手段は高圧トランスの１次側端子と第２の印刷配線板間をリード線、或いはブスバーで接続したことを特徴とする請求項１記載のマグネトロン駆動用電源。
第１と第２の印刷配線板は単一の印刷配線板で構成され、半田ディップ後に分割する構成とした請求項１または２記載のマグネトロン駆動用電源。
第１と第２の印刷配線板は冷却方向の長さ方向が印刷配線板の半田ディップ時における幅方向になるように構成した請求項３記載のマグネトロン駆動用電源。
接続手段は、第２の印刷配線板上に構成される半導体素子の駆動回路を制御する制御回路部を隣接及び交差しないように配線された請求項２に記載のマグネトロン駆動用電源。
第１と第２の印刷配線板が対向して配設、或いは略Ｌ字型に配設することで、互いの印刷配線板面が通風路として構成された請求項１〜４のいずれか１項に記載のマグネトロン駆動用電源。