JP2605837B2 - マグネトロン電力供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子レンジ等のマグネトロンに電力を供給
するマグネトロン電力供給装置に関し、特にインバータ
回路を用いるマグネトロン電力供給装置に関するもので
ある。

従来の技術 従来の電子レンジ等のマグネトロン電力供給装置は、
商用電源を高圧トランスで昇圧、電力変換し、その出力
を高圧コンデンサと高圧ダイオードとで倍電圧整流して
マグネトロンに電力供給する方式が一般に用いられてい
た。

しかし近年、商用電源を整流して一旦直流に変換し、
高周波スイッチングで高周波に変換した後、トランスで
昇圧するインバータ電源がマグネトロン電力供給装置に
用いられつつある。

発明が解決しようとする課題 しかし、インバータ電源を用いた場合に、その性能等
に要求される課題として、マグネトロンの高周波出力の
安定化、マグネトロンへの印加電圧及び、高圧トランス
の二次側電圧の制限、回路部品不良時の安全対策、マグ
ネトロンの過熱防止等が揚げられる。

課題を解決するための手段 そこで本発明は、単方向電源と、高圧トランスと、前
記高圧トランスの一次側に接続された共振回路と、前記
単方向電源の電力を高速スイッチング動作で高周波電力
に変換して前記高圧トランスの一次側に供給するスイッ
チング素子と、前記高圧トランスの二次側に発生する高
圧電力を供給されて高周波発振するマグネトロンと、前
記高圧トランスの二次側に接続された二次側電流検出素
子と、前記高速スイッチング動作に同期して発生する信
号であって、前記二次側電流検出素子の検出出力値が第
１の所定値となるようにON時間を増減させたPWM（パル
ス幅変調）信号で前記半導体素子の高速スイッチング動
作を制御し、かつ前記検出出力値に対応した第２の所定
値に前記ON時間を制限する電力制御回路とを具備するも
のである。

また、本発明によるマグネトロン電力供給装置は、前
記検出出力値が第４の所定値以下の時に前記ON時間を第
５の所定値に制限する電力制御回路とを具備するもので
ある。

作用 従って、マグネトロンのアノード電流と等価な高圧ト
ランスの二次側電流検出値が一定となるようにスイッチ
ング動作が制限されるので、マグネトロンの高周波出力
は略一定に制御される。

そして、マグネトロンのヒータが温まるまでのマグネ
トロンの非発振時に於ては、上記二次側電流検出値が非
常に小さいので、スイッチング動作のON時間が短く制限
されて、マグネトロンへの過大電圧印加を防止できる。

この状態からマグネトロンのヒータが温まると二次側
電流検出値が増加するので、それに伴ってON時間も徐々
に増加して、前記した二次側電流検出値を一定に制御す
るマグネトロンの定常発振状態になる。

そして、二次側電流検出素子の不良時や、高圧トラン
スの二次側接続部品の不良時には、二次側電流が検出さ
れないので、前記ON時間が非常に低い値に制限されるの
で、トランスの二次側に発生する電圧も低く抑えられ、
放電等の危険性がない。

また上記二次側電流検出値が一定値以下の時、すなわ
ちマグネトロンのヒータが温まるまでのマグネトロンの
非発振時、二次側電流検出素子の不良時、あるいは高圧
トランスの二次側に接続される部品の不良時等の場合に
於て、スイッチング動作のON時間を短くするので、高圧
トランスの入力電力が小さくなり、その二次側に発生す
る電圧が制限され、マグネトロンへの印加電圧は所定値
以下に制限される。

実施例 第１図は本発明の、第１の実施例によるマグネトロン
電力供給装置の回路構成図である。

商用電源１をブリッジ整流器２で整流して得られる単
方向電源３をスイッチング素子４の高周波スイッチング
動作で高周波電源に変換して高圧トランス５の一次側に
電力供給し、二次側出力を高圧コンデンサ６と高圧ダイ
オード７とで倍電圧整流した高圧電力をマグネトロン８
に印加して電力を供給するように構成している。

以下本発明の特長である電力制御回路について説明す
る。高圧トランス５の二次側に接続された二次側電流検
出素子（以下カレントトランスと記す）９の出力を整
流、平滑回路10で直流に変換した検出出力値11は誤差増
幅回路12で基準信号13と比較される。この誤差増幅回路
12の出力と、スイッチング素子４の高周波スイッチング
動作と同期して発振する同期発振回路14よりの、のこ切
り波15とにより、PWM回路16はスイッチング素子４へPWM
（パルス幅変調）信号17を出力する。

このように構成することにより、高圧トランス５の二
次側電流の検出出力値11が増加すると、PWM信号17のON
時間が短くなって二次側電流が減少し、逆に検出出力値
11が低下するとON時間が長くなって二次側電流が増加す
るので、検出出力値11が基準信号13と一致するように制
御され、高圧トランス５の二次側電流は常に一定に保た
れる。

従ってマグネトロン８よりの高周波出力は安定化され
ることになる。

また制限回路18は、誤差増幅回路12よりのPWM回路16
への入力レベルを検出出力値11以下に制限するよう構成
されている。この制限回路18によって、マグネトロン８
が発振を開始するまでの期間、すなわち、高圧トランス
５の二次側電流が流れ難い期間に於いては、検出出力値
11が低いのでPWM信号17のON時間は短く制限される。従
って高圧トランス５への入力電力は低い値となり、マグ
ネトロン８への印加電圧を制限できる。またマグネトロ
ン８のヒータが温まって発振が始まると、前記検出出力
値11の増加に合わせてON時間も増加していくので、マグ
ネトロン８への印加電圧が過大になることなく、前記し
た検出出力値11を基準信号13に一致させる制御状態まで
の起動が可能である。

また、高圧ダイオード７、カレントトランス９の故障
等の回路部品不良時に於いても、検出出力値11が小さく
なるので、前記同様にマグネトロン８への印加電圧、印
加電力が制限され、放電、過熱等の危険モードにはなら
ない。

第２図は誤差増幅回路12の内部回路構成例であり、こ
のように構成すると、制限回路18′は図のようにダイオ
ード一本の構成で良い。

第２図は本発明の第２の実施例によるマグネトロン電
力供給装置の回路構成図である。

第３図においては、制限回路18は、比較回路19で検出
出力値11が、第２の基準信号20に比べて小さいと検出さ
れている期間、すなわち、高圧トランス５の二次側電流
が第２の基準信号20に相当する所定の値以下の期間に於
て、PWM回路16への誤差増幅回路12によりの入力を制限
して、強制的にPWM信号17のON時間を短い値に設定する
機能を有している。

このように構成することにより、マグネトロン８が発
振を開始するまでの期間、すなわち高圧トランス５の二
次側電流が流れ難い期間に於て、高圧トランス５への入
力電力が制限され、マグネトロン８への印加電圧を制限
できる。

また、高圧ダイオード７、カレントトランス９の故障
等の回路部品不良時に於いても、検出出力値11が小さく
検出されるので、前記同様にマグネトロン８への印加電
力、印加電圧が制限される。

なお、第１図、第３図に示される第１及び第２の実施
例に於て、カレントトランス９の挿入位置は、図示の位
置に限定されるものではなく、高圧ダイオード７のカソ
ードとマグネトロン８との間、あるいは高圧ダイオード
７と直列に接続してもよい。またカレントトランス以外
の例えば抵抗を挿入してその両端に発生する電圧を検出
する方式でもよい。

また、誤差増幅回路12に入力され基準信号12と比較さ
れる信号には、第１図、第２図、第３図に示される第１
及び第２の実施例の二次側電流をカレントトランス９で
検出した検出出力値11に限定されるものではなく、商用
電源１の電流、単方向電源３の電源、スイッチング素子
４の電流等を検出したものでもよい。

また制御回路は第１の基準信号13の出力を制限する方
式や、誤差増幅回路12への検出出力値11を疑似的に大き
くする方式でもよい。

発明の効果 以上のように、本発明によるマグネトロン電力供給装
置では、以下の効果が得られる。

（１） マグネトロンの高周波出力が安定化される。

（２） マグネトロンが発振を開始するまでの期間に於
て、その印加電圧が制限されるので放電等が防止され
る。

（３） 高圧ダイオード、カレントトランス等の回路部
品が不良時に於てもマグネトロンへの印加電力、印加電
圧が制限されるので、過大電力、過大電圧の印加が防止
される。

（４） マグネトロンが過熱すると、その動作電圧（ア
ノード−カソード電圧）が低くなるが、高圧トランスの
二次側電流（マグネトロンのアノード電流と等価な電
流）は一定に制御される。すなわちマグネトロンの温度
が上昇すると印加電力が低下して過熱が防止される。

ただし、誤差増幅回路に入力される検出出力値に高圧
トランスの二次側電流の情報を用いない場合には、発明
の効果（４）に記載のマグネトロンの過熱防止効果は得
られないので他のマグネトロン過熱防止手段が必要にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例によるマグネトロン電
力供給装置の構成図、第２図は同要部回路図、第３図は
本発明の第２の実施例の構成図である。 ３……単方向電源、４……スイッチング素子、５……高
圧トランス、８……マグネトロン、９……カレントトラ
ンス、11……検出出力値、12……誤差増幅回路、13……
第１の基準信号、14……同期発振回路、16……PWM回
路、17……PWM信号、18……制限回路、19……比較回
路、20……第２の基準信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 孝広 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−78183（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−159992（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マグネトロンに電力を供給するマグネトロ
   ン電力供給装置において、単方向電源と、高圧トランス
   と、前記高圧トランスの一次側に接続された共振回路
   と、前記単方向電源の電力を高周波スイッチング動作で
   高周波電力に変換して前記高圧トランスの一次側に供給
   するスイッチング素子と、前記高圧トランスの二次側に
   発生する高圧電力をマグネトロンに出力する高圧電流回
   路と、前記スイッチング素子の動作を制御する電力制御
   回路とを備え、前記電力制御回路は、前記電力供給装置
   の電流を検出する電流検出素子と、この電流検出素子を
   直流に変換する整流、平滑回路と、基準信号と前記整
   流、平滑回路の検出出力値とを比較する誤差増幅回路
   と、この誤差増幅回路の出力を検出出力値以下に制限す
   る制限回路と、この制限回路からの出力とスイッチング
   素子の高周波スイッチング動作と同期して発振する同期
   発振回路の出力とにより前記スイッチング素子へパルス
   幅変調信号を出力するパルス幅変調回路とを備えたマグ
   ネトロン電力供給装置。
2. 【請求項２】マグネトロンに電力を供給するマグネトロ
   ン電力供給装置において、単方向電源と、高圧トランス
   と、前記高圧トランスの一次側に接続された共振回路
   と、前記単方向電源の電力を高周波スイッチング動作で
   高周波電力に変換して前記高圧トランスの一次側に供給
   するスイッチング素子と、前記高圧トランスの二次側に
   発生する高圧電力をマグネトロンに出力する高圧電流回
   路と、前記スイッチング素子の動作を制御する電力制御
   回路とを備え、前記電力制御回路は、前記電力供給装置
   の電流を検出する電流検出素子と、この電流検出素子を
   直流に変換する整流、平滑回路と、基準信号と前記整
   流、平滑回路の検出出力値とを比較する誤差増幅回路
   と、前記誤差増幅回路の出力を前記二次側電流検出素子
   の出力を整流平滑した検出出力値に対応して変化する所
   定値に制限する制限回路と、この制限回路からの出力と
   スイッチング素子の高周波スイッチング動作と同期して
   発振する同期発振回路の出力とにより前記スイッチング
   素子へパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調回路と
   を備えたマグネトロン電力供給装置。