JP2011060567A

JP2011060567A - マグネトロン駆動用電源

Info

Publication number: JP2011060567A
Application number: JP2009208899A
Authority: JP
Inventors: Manabu Kinoshita; 学木下; Nobuo Shirokawa; 信夫城川; Haruo Suenaga; 治雄末永; Hideaki Moriya; 英明守屋
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2011-03-24

Abstract

【課題】パターンが断裂することなくプリント基板を取り付け板に取り付けることができる、マグネトロン駆動電源を提供する。
【解決手段】プリント基板７と、前記プリント基板７上に電源の電力を高周波に変換するための半導体スイッチング素子２０２およびコンデンサを含むインバータ回路と、前記インバータ回路により高周波化された電力を高圧に変換しかつ高圧を必要とするマグネトロンに電力を供給する昇圧トランス２０４と、前記半導体スイッチング素子２０２の発熱を冷却する放熱フィン６を備え、前記昇圧トランス２０４と前記放熱フィン６の間を支える補強用部材８を備えたことにより、プリント基板のパターンが断裂することなくプリント基板を取り付け板に取り付けることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子レンジなどのマグネトロンを負荷とする、マグネトロン駆動用電源に関するものである。

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６は、従来のマグネトロン駆動用電源の外観を示す正面図である。図７は、同電源のプリント基板における半導体スイッチング素子の取り付け部の半田面を示す要部拡大図である。図８は、同電源の回路を示すブロック構成図である。

これらの図において、マグネトロン駆動用電源は、単方向電源部１と、インバータ回路部２と、駆動回路３と、高圧整流回路４と、マグネトロン５とを有している。単方向電源部１は、商用電源１０１からの交流電源を全波整流するダイオードブリッジ１０２と、チョークコイル１０３及びコンデンサ１０４よりなるローパスフィルタ回路であり、インバータ回路部２の高周波スイッチング動作に対するフィルタの役割を果たすものである。

インバータ回路部２は、共振コンデンサ２０１と、半導体スイッチング素子２０２と、転流ダイオード２０３と、昇圧トランス２０４から構成される。スイッチング素子２０２は、駆動回路３より与えられる、２０〜５０ｋＨｚのスイッチング制御信号によって、スイッチング動作をする。これにより、昇圧トランス２０４の一次巻線には、高周波電圧が発生する。

高圧整流回路３は、コンデンサ４０１及び４０２と、ダイオード４０３及び４０４とから構成されており、昇圧トランス２０４の二次巻線で発生した電圧を半波倍電圧整流することで高圧直流電圧を発生し、マグネトロン５に印加する。

マグネトロン５には、昇圧トランス２０４のヒータ巻線から、ヒータ用の交流電圧も印加される。マグネトロン５は、ヒータ用の交流電圧が印加されることで、陰極が傍熱されて発振可能な状態となり、この状態で高圧電流電圧が印加されると、電磁波エネルギーを発生する。

前記インバータ回路部２の半導体スイッチング素子２０２は、図６のように発熱を冷却する放熱フィン６を備えている。また、放熱フィン６と昇圧トランス２０４が、プリント基板側面に位置している。

さらに、半導体スイッチング素子２０２のリード端子部分を半田面側から見た要部拡大図の２つのパターン例を、図７（ａ）、（ｂ）に示す。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体スイッチング素子２０４のゲートＧ、エミッタＥ、コレクタＣのリード端子のプリント基板には、スリットＳ１，Ｓ２，Ｓ３が設けられる。

この理由は、半導体スイッチング素子２０４は発熱が大きく、リード線を伝いプリント基板へ熱応力が発生してしまうため、この熱応力を軽減させるためである。なお、上記従来のマグネトロン駆動用電源の構成については、特許文献１に記載されている。

特許第３９８６４６２号公報

しかしながら、このような構成ではマグネトロン駆動用電源をセット（インバータの取り付け板）に実装する際、昇圧トランス２０４と放熱フィン６との間を持って実装すると、半導体スイッチング素子２０２のスリットへの過度の応力が発生してしまい、半導体スイッチング素子２０２のパターンが断裂し、半導体スイッチング素子２０２が壊れてしまうという問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、基板のパターンが断裂せずにインバータを取り付けることを可能としたマグネトロン駆動用電源を提供することを目的とする。

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、プリント基板と、前記プリント基板上に電源の電力を高周波に変換するための半導体スイッチング素子およびコンデンサを含むインバータ回路と、前記インバータ回路により高周波化された電力を高圧に変換しかつ高圧を必要とするマグネトロンに電力を供給する昇圧トランスと、前記半導体スイッチング素子の発熱を冷却する放熱フィンを備え、前記昇圧トランスと前記放熱フィンの間を支える補強用部材を備えることにより、前記プリント基板のパターン断裂することなく、プリント基板を取り付けることができる。

本発明のマグネトロン駆動用電源は、昇圧トランスと放熱フィンとの間に補強用部材を取り付けることにより、プリント基板のパターンが断裂することなく前記プリント基板を取り付け板に取り付けることができる。

本発明の実施の形態１における補強用部材の断面図と同補強用部材の側面図本発明の形態におけるマグネトロン駆動用電源の外観を示す正面図本発明の実施の形態１における放熱フィンに半導体スイッチング素子を設けた構成を示す正面図本発明の実施の形態２における放熱フィンに半導体スイッチング素子とダイオードブリッジとを設けた構成を示す正面図本発明の実施の形態３における放熱フィンに２つの半導体スイッチング素子とダイオードブリッジとを設けた構成を示す正面図従来のマグネトロン駆動用電源におけるマグネトロン駆動用電源の外観を示す正面図従来のマグネトロン駆動用電源におけるプリント基板の半田面から見た半導体スイッチング素子のリード端子部分の要部拡大図従来のマグネトロン駆動用電源の回路を示すブロック構成図

第１の発明は、プリント基板と、前記プリント基板上に電源の電力を高周波に変換するための半導体スイッチング素子およびコンデンサを含むインバータ回路と、前記インバータ回路により高周波化された電力を高圧に変換しかつ高圧を必要とするマグネトロンに電力を供給する昇圧トランスと、前記半導体スイッチング素子の発熱を冷却する放熱フィンを備え、前記昇圧トランスと前記放熱フィンの間を支える補強用部材を備えることものである。

これにより、プリント基板のパターンが断裂することなく前記プリント基板を取り付け
板に取り付けることができる。

第２の発明は、第１の発明において、補強用部材が傾斜を有するものである。これにより、放熱フィン側へ冷却風をより供給することができるため、マグネトロン駆動用電源の半導体スイッチング素子への冷却効果をあげることができる。

第３の発明は、第１の発明において、補強用部材がトランスと放熱フィン間を結合する部分において弾力性を有するものである。これにより、補強部材が抜けにくく、さらに簡単に取り付けることができる。

第４の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明において、半導体スイッチング素子の発熱を冷却する放熱フィンが、半導体スイッチング素子と商用電源を整流するダイオードブリッジの両方を備えたものである。これにより、半導体スイッチング素子とダイオードブリッジの両方を冷却することができる。

第５の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明において、半導体スイッチング素子の発熱を冷却する放熱フィンが、少なくとも２つの半導体スイッチング素子と商用電源を整流するダイオードブリッジの両方を備えたものである。これにより、半導体スイッチング素子とダイオードブリッジの両方を冷却することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるマグネトロン駆動用電源の補強用部材の正面図、図１（ｂ）は同補強用部材の側面図、図２は、同マグネトロン駆動用電源の外観を示す正面図、図３は、放熱フィンに半導体スイッチング素子を設けた構成を示す正面図である。

本実施の形態のマグネトロン駆動用電源は、プリント基板７上に、昇圧トランス２０４と放熱フィン６Ａとが配置されており、その間にパターン断裂を防ぐ補強用部材８を備えている。この補強用部材８は、そして、補強用部材８は、傾斜を有する構成となっている。

この補強用部材８が、昇圧トランス２０４と放熱フィン６Ａとの結合部分が弾力性を有する構造となっていることにより、昇圧トランス２０４と放熱フィン６Ａとの間へ挿入し易く、抜けにくい構成となっている。

以上のように、本実施の形態によれば、補強用部材８を、昇圧トランス２０４と放熱フィン６Ａとの間に挿入することにより、マグネトロン駆動用電源をセット（インバータの取り付け板）に実装する際、昇圧トランス２０４と放熱フィン６Ａとの間を持って実装したとしても、また半導体スイッチング素子２０２のスリットがあったとしても、半導体スイッチング素子２０２のパターンを断裂することなく挿入することができる。

しかも、補強用部材８は傾斜を有する構成となっていることにより、放熱フィン６Ａ側へ冷却風をより供給することができるので、半導体スイッチング素子２０２への冷却効果を向上させることができる。

（実施の形態２）
図４は、図２に示した上記実施の形態１の放熱フィンの種類を変更した、本発明の実施の形態２の放熱フィン６を示した図である。

図４に示すように、半導体スイッチング素子２０２の発熱を冷却する放熱フィン６が、半導体スイッチング素子と商用電源を整流するダイオードブリッジ１０２の両方を設けている場合の放熱フィンの構成においても実施の形態１と同様に昇圧トランス２０４と放熱フィン６間に補強部材８を挿入することができる。

（実施の形態３）
図５は、図２に示した上記実施の形態１の放熱フィンの種類を変更した、本発明の実施の形態２の放熱フィン６を示した図である。

図５に示すように、少なくとも２つの半導体スイッチング素子２０２、２０５と商用電源を整流するダイオードブリッジ１０２の両方を設けている場合の放熱フィン６の構成においても実施の形態１と同様に昇圧トランス２０４と放熱フィン６間に補強部材８を挿入することができる。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

以上のように、本発明にかかるマグネトロン駆動用電源は、電子レンジ等のマイクロ波加熱装置に適応できるものであり、昇圧トランスと放熱フィンとの間に補強用部材を取り付けることにより、プリント基板のパターンが断裂することなく前記プリント基板を取り付け板に取り付けることができる。

１単方向電源部
２インバータ回路部
３駆動回路
４高圧整流回路
５マグネトロン
６放熱フィン
７プリント基板
８補強部材
１０１商用電源
１０２ダイオードブリッジ
１０３チョークコイル
１０４コンデンサ
２０１共振コンデンサ
２０２半導体スイッチング素子
２０３転流ダイオード
２０４昇圧トランス
２０５半導体スイッチング素子
４０１、４０２コンデンサ
４０３、４０４ダイオード

Claims

プリント基板と、前記プリント基板上に電源の電力を高周波に変換するための半導体スイッチング素子およびコンデンサを含むインバータ回路と、前記インバータ回路により高周波化された電力を高圧に変換しかつ高圧を必要とするマグネトロンに電力を供給する昇圧トランスと、前記半導体スイッチング素子の発熱を冷却する放熱フィンを備え、前記昇圧トランスと前記放熱フィンの間を支える補強用部材を備えたマグネトロン駆動用電源。
前記補強用部材が、傾斜を有する請求項１に記載のマグネトロン駆動用電源。
前記補強用部材が、昇圧トランスと放熱フィン間を結合する部分が弾力性を有する請求項１に記載のマグネトロン駆動用電源。
前記放熱フィンが、前記半導体スイッチング素子と商用電源を整流するダイオードブリッジの両方を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載のマグネトロン駆動用電源。
前記放熱フィンが、少なくとも二つの前記半導体スイッチング素子と商用電源を整流するダイオードブリッジを備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載のマグネトロン駆動用電源。