JP2697166B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業状の利用分野 本発明はいわゆるインバータ回路を備えた高周波加熱
装置に関するものである。

従来の技術 以下、従来の高周波加熱装置の昇圧トランスを図面を
用いて説明する。

第２図は、従来の昇圧トランスの構成を示す断面図で
ある。同図において昇圧トランスは、ギャップ１、２、
磁性材料からなるコア３、一次巻線４、二次巻線５から
なり、ギャップ１はコア３の磁気飽和を防ぐため、一次
巻線４の下方に一つ設けられている。また、他のギャッ
プ２は巻線が巻かれていない側のコアに設けられてい
る。一次巻線４は、高周波損失を低減するためにリッツ
線が用いられる。一次巻線４の巻数は20ターン以上であ
り、５層程度に重ねられて巻かれる。

一次巻線４には、ピーク値で約500Vの電圧が印加され
る。このため、隣合う電線には、最大170V程度の電位差
が発生する。

第３図は、従来の高周波加熱装置の回路構成を示す回
路図である。同図において、商用電源９は、整流器10で
直流に変換され、コンデンサ11とインダクタ12の共振回
路とトランジスタ13とトランジスタ13を制御する制御回
路14から成るインバータ回路に印加される。インバータ
回路は、トランジスタ13のスイッチングにより直流を前
記共振回路で決定される共振周波数の交流に変換し出力
する。前記インバータ回路の出力は、昇圧トランス15で
昇圧され高電圧を発生する。前記高電圧は、コンデンサ
16と、ダイオード17から成る半波倍電圧整流回路で直流
高電圧に変換されマグネトロン18に印加される。マグネ
トロン18はマイクロ波を発生させ、マイクロ波は高周波
加熱装置のオーブンに導かれ、オーブン内の食品などに
照射され加熱調理を行う。

前記共振回路のインダクタ12は昇圧トランス15の一次
巻線４と共用される。従って、前記共振回路の共振周波
数は、昇圧トランス15の一次巻線４のインダクタンスと
前記コンデンサ11の容量で決定される。

発明が解決しようとする課題 従来の高周波加熱装置の昇圧トランスは、大型で高価
なものであった。このため、昇圧トランスを小型にし、
低価格のものにする必要があった。昇圧トランスを小型
にするためには、共振回路のインダクタ、すなわち昇圧
トランスの一次巻線のインダクタンスとコンデンサの容
量を小さくし共振周波数を高くする必要がある。

昇圧トランスの一次巻線のインダクタンスを小さくす
ると一次巻線の巻回数が少なくなり、電線を重ね巻にす
ると、重なり合う電線間に発生する電位差が非常に大き
くなり、コロナが発生し電線の絶縁被膜の寿命を著しく
低下させてしまう。このために、一次巻線の電線を重ね
巻きにせず、一列に巻く手段をとる場合、従来のよう
に、一次巻線の下方にギャップを一箇所だけ設ける手段
では、一次巻線の各電線がつくる磁束を均等に制限する
ことができず、コアが飽和しやすくなるので、コアの断
面積を小さくすることができず昇圧トランスを小型軽量
なものにできないという課題があった。

課題を解決するための手段 本発明は、係る点を省みてなされたもので、本発明の
昇圧トランスは、複数の巻線と、フェライトなどの磁性
材料をもちいたコアとからなり、前記複数の巻線は前記
コアに巻かれ、前記複数の巻線のうち一次巻線の内側の
コアにギャップを設ける構成とし、更に、前記ギャップ
を分割する構成とする。

作用 本発明によれば、昇圧トランスの小型化の為に高周波
数化により巻線の巻数を少なくし、巻線の隣合う電線間
に発生する電位差を低減するために、巻線を一列に巻い
てその巻幅が長くなった場合でも、巻線の内側のコアに
設けられたギャッブを分割することにより、磁束を均一
にできコアの飽和を防ぐことがでる。これにより、コア
を小型軽量化することができるとともに、巻線にコロナ
が発生せず、信頼性の高い、低価格の昇圧トランスを実
現できるという作用を有するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の一実施例である昇圧トランスの構成
を示す断面図である。同図において、昇圧トランスは、
フェライトなどからなるコア３と、一次巻線４と、二次
巻線５と、ギャップ1a、1b、1c、2a、2b、2cから構成さ
れ、一次巻線４は一列に巻かれ、一次巻線４の内側のコ
アには、分割された複数のギャップ1a、1b、1cが設けら
れている。また、巻線が巻かれていない側のコアにもギ
ャップ2a、2b、2cが設けられている。本発明の高周波加
熱装置の回路構成は、従来の高周波加熱装置の回路構成
である第３図と同様であるので、ここではその説明を省
略する。

前述のように、昇圧トランスを小型化するためには、
共振周波数を高くすればよい。例えば、共振周波数が10
0kHz以上ならば、一次巻線４の巻数は、およそ９ターン
ほどになる。一次巻線４は磁束６を発生させ、この磁束
が二次巻線５と鎖交することにより、エネルギーが伝達
される。一次巻線４のつくる磁束は、コア３を通り二次
巻線５と鎖交する。一次巻線４の内側のコアには、磁束
が集中しコアが飽和しやすくなる。このため、一次巻線
４の内側のコアにギャップ１を設けることにより、コア
を通る磁束を制限でき飽和を防ぐことができる。一列に
巻かれた一次巻線４のつくる磁束は中央部の巻線4cの部
分がもっとも集中し、両端の巻線4a,4bのの部分の磁束
密度は下がる。巻線中央部の磁束を抑制するために、フ
ェライトに比べてはるかに透磁率の小さい材料（たとえ
ば空気など）でギャップ1aをコア３に設けることにより
磁気抵抗を高める。これにより、巻線中央部の磁束を抑
制することができるが、ギャップ1aからある程度離れた
ところにある一次巻線４の両端の巻線4a,4bの部分の磁
束は抑制されにくい。このため、ギャップを分割して一
次巻線４の両端4a,4bの近傍にギャップ1b,1c設けること
により一次巻線４のつくる磁束の均一化を図ることがで
きる。

更に、一列に巻かれた一次巻線４の中央付近は磁束が
集中しやすいため、第１図に示すように、三箇所に設け
られたギャップのうち、真ん中のギャップ1aを他のギャ
ップより太きくすることにより、一次巻線４の各電線が
つくる磁束をより均等に制限することができる。このよ
うに一次巻線４の下方のコアに分割したギャップを設け
ることにより一次巻線４を一列に巻く構成にしてもコア
３の飽和を、防ぐことができコア３を小型化でき低価格
の昇圧トランスを実現できる。

発明の効果 （１）本発明の高周波加熱装置の昇圧トランスは、複数
の巻線と、フェライトなどの磁性材料を用いたコアとか
ら成り、前記複数の巻線は、前記コアの上に巻かれ、前
記複数の巻線のうち、一次巻線の下方のコアに複数のギ
ャップを設ける構成とすることにより、一次巻線の各電
線がつくる磁束を均等に制限することができるのでコア
の飽和を防ぐことができ、コアを小型軽量化することが
でき、かつ、一次巻線の電線を一列に巻く方法をとるこ
とができ、一次巻線の隣合う電線間に発生する電位差を
低減できるため、電線にコロナが発生せず、信頼性の高
い、小型で低価格の昇圧トランスを実現できるという効
果を有するものである。

（２）一つの巻線の下方のコアに設けられた複数のギャ
ップは、それぞれ大きさが異なるものとすることによ
り、巻線の各電線がつくる磁束をより均等に制限するこ
とができコアの飽和をより効果的に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である昇圧トランスの構成を
示す断面図、第２図は従来の昇圧トランスの構成を示す
断面図、第３図は従来および本発明の高周波加熱装置の
回路図である。 1a、1b、1c,2a、2b、2c……ギャップ、３……コア、
４、4a,4b,4c……一次巻線、５……二次巻線、９……商
用電源、10……整流器、11……コンデンサ、12……イン
ダクタ、13……トランジスタ、14……制御回路、15……
昇圧トランス、16……コンデンサ、17……ダイオード、
18……マグネトロン。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッテリーまたは商用電源などを整流して
   得られる直流電源と、前記直流電源を高周波数の電源に
   変換するトランジスタ等の半導体スイッチング素子、コ
   ンデンサ、インダクタから成る直列共振回路、および前
   記半導体スイッチング素子を制御する制御回路からなる
   インバータ回路と、前記インバータ回路の出力を昇圧す
   る昇圧トランスとを備え、前記昇圧トランスは、複数の
   巻線と、フェライトなどの磁性材料をもちいたコアとか
   らなり、前記複数の巻線は前記コアに巻かれ、かつ、前
   記複数の巻線のうち一次巻線の内側のコアにギャップを
   設け、さらに前記ギャップを分割する構成とした高周波
   加熱装置。
2. 【請求項２】一次巻線の内側のコアに設けられた分割さ
   れたギャップは、それぞれ大きさが異なるものとした特
   許請求の範囲第１項記載の高周波加熱装置。