JP2731938B2 - マグネトロン用インバータ電源の制御方式 - Google Patents
マグネトロン用インバータ電源の制御方式Info
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Description
関するものである。
ンデンサと高圧ダイオードからなる倍電圧整流回路にて
得られる高電圧において、マグネトロンより得られる高
周波出力を可変するには、フルパワーの発振と停止を繰
り返してこのデューティを変えることにより平均値とし
て任意の高周波出力を得ていた。しかしこの方法では、
マグネトロンの発振停止を繰り返すため、発振時におこ
るマグネトロンのモーディングの回数が使用回数に対し
て急増し、マグネトロンの寿命に悪影響を及ぼしてい
た。また、高周波出力を連続的に可変することは不可能
であった。更に高圧トランスは商用周波数で使用するた
め、形状と重量が大きくなり、小形軽量化が不可能であ
った。
量化を目的としてスイッチング方式が導入されており、
マグネトロン用電源もスイッチング化つまりインバータ
化することで小形軽量化する方向にある。
に示す。
ンサ4が、また直列にスイッチング素子であるパワート
ランジスタ5が接続され、パワートランジスタ5には並
列にフライホイールダイオード6が接続されている。こ
の1次巻線7aとパワートランジスタ5を直列に接続した
回路の両端に商用交流電源1を整流ブリッジ2と平滑用
コンデンサ3で整流平滑した脈流電圧が印加され、2次
回路を構成している。また、2次回路は高圧トランス7
の2次巻線7bに従来と同じ高圧コンデンサ8と高圧ダイ
オード9による倍電圧整流回路と、それにマグネトロン
10が接続されている。また高圧トランス7の3次巻線7c
はマグネトロン10のヒータに接続されている。
明する。
よりエネルギーを蓄えられた平滑用コンデンサ3によっ
て高圧トランス7の1次巻線7aに電圧Eが加わり、図示
の向きの電流I1が流れ、1次巻線7aにエネルギーが蓄え
られる。次にパワートランジスタ5をオフすると、1次
巻線7aに蓄えられたエネルギーにより1次巻線7aのイン
ダクタンスと共振用コンデンサ4が並列共振して1次巻
線7aの両端に図示と逆向きの共振電圧が発生する。一方
2次側では、高圧トランス7の2次巻線7bに1次巻線7a
の電圧が昇圧されて高電圧が発生し、これがマグネトロ
ン10に印加されてこれを動作させる。ここで1次巻線7a
のインダクタンスをLとし、パワートランジスタ5のオ
ン時間をtONとすると、電流I1pはほぼ 1次巻線7aに蓄えられるエネルギーはほぼ となり、tONを変えると電流I1pは変わり、1次巻線7aに
蓄えられるエネルギーが変わることによりマグネトロン
10に供給されるエネルギーも変わることになる。パワー
トランジスタ5のオフ時間をtOFFとすると、スイッチン
グ周波数fは で示されるが、tOFFは第2図(b)に示したようにパワ
ートランジスタ5をオフしてから電流I1が負値から零に
なる迄の期間であり、これはオン時間tONにかかわらず
ほぼ一定であるため、tONを変えるにはスイッチング周
波数fを変えればよく、これによって高周波出力を連続
的に可変することができる。
ス7の3次巻線7cにより供給されており、インバータが
作動して初めてヒータが加熱されるため、ヒータがあた
たまってマグネトロン10が発振するのに必要なエミッシ
ョン量を得るまでにある程度の時間が必要である。この
ため、インバータの動作開始時には過渡現象によりある
時間パワートランジスタ5にサージ電流が流れることに
なる。これによるパワートランジスタ5の破壊を防ぐた
め、一般的には第3図(a)に示したように動作開始時
は最高のスイッチング周波数fmaxで動作させ、その後
徐々に周波数を下げて設定した高周波出力に相当する周
波数に移行させるいわゆるソフトスタートの方法が用い
られている。
時においてもスイッチング周波数が高く、パワートラン
ジスタ5のオン時間tONが短いため、1次電流I1pおよび
1次巻線7aに蓄えられるエネルギーは小さく、このため
3次巻線7cを経てマグネトロン10のヒータに供給される
電力も低くなっており、ソフトスタート動作も合わせて
動作開始時にヒータが発振に必要なエミッション量を得
るために設定高周波出力が高い場合に比べ長い時間を必
要とすることになる。
ディングが長時間継続してマグネトロン10に悪影響を及
ぼしたり、更には設定高周波出力が極めて低い場合には
十分なエミッション量が得られずにマグネトロン10を安
定動作させることができないなどといった問題点があ
り、これが高周波出力の設定範囲を低くとれない一因と
なっていた。
ようにインバータの動作開始後最大の高周波出力を設定
した場合と同一にスイッチング周波数fを変化させてマ
グネトロン10のヒータを急速にあたため、発振に必要な
エミッション量を短時間で確保する。これによってマグ
ネトロン10が発振を開始した後、設定高周波出力に応じ
たスイッチング周波数f0に移行させる方法をとる。
電源よりインバータに供給される電流がある規定値まで
増加したかどうかで判断することとする。この方法によ
り低パワー時にも高パワー設定時と同等の時間でマグネ
トロン10の動作を安定して開始させることができる。
客の設定したマグネトロン10の高周波出力に対応した出
力値データを有する制御信号を基準出力回路11cに出力
する。この基準出力回路11cには周波数制御回路11bに制
御信号に応じた基準電圧を出力し、周波数制御回路11b
はこの基準電圧によりインバータのスイッチング周波数
を決定する。パルス発生回路11aはこのスイッチング周
波数を有したパルス信号によりパワートランジスタ5を
駆動する。また電源電流検出回路11dは商用交流電源1
よりインバータに供給される電流を検出し、電流値に応
じた検出電圧をA/D変換機能を内蔵したマイクロコンピ
ュータ12に入力している。前述の周波数制御回路11bは
動作開始後のソフトスタート機能を有している。
12は制御信号としてまず最大の高周波出力設定に対応し
た出力値データを基準出力回路11cに出力し、高周波制
御回路11bはこれによる基準電圧に基づいてソフトスタ
ートによりスイッチング周波数を徐々に下げ、マグネト
ロン10の動作を開始させる。マイクロコンピュータ12は
電源電流検出回路11dの検出電圧を監視し、これがマグ
ネトロン10の発振が開始したと推定される規定電圧を越
えた場合に制御信号の出力値データを顧客の設定した値
に変更して基準出力回路11cに送り、スイッチング周波
数を変化させて定常動作に至らしめるものである。
ロコンピュータ12からは設定高周波出力値を示す制御信
号として3ビットの信号I0〜I2が基準出力回路11c内の
デコーダ13の入力端子に入力されている。
信号を受けて出力端子より出力される出力Q0〜Q5の関係
を示す。基準出力回路11cから周波数制御回路11bに送ら
れる基準電圧Vsはデコーダ13の出力Q0〜Q5の状態と抵抗
RA、RB及びRa〜Rfの値により決定される。パルス発生回
路11aはパワートランジスタ5を駆動するためのパルス
信号を作成しており、パワートランジスタ5をオンさせ
る時間tONは周波数制御回路11bからの電圧VON1により決
定され、第5図に示した関係がある。この電圧VON1は周
波数制御回路11b内で電圧VON2と抵抗R2、R3で決定され
る。周波数制御回路11b内のコンパレータの−端子には
マグネトロン10の陽極電流値に比例した電流ibがフィー
ドバックされ、これが抵抗に流れることによって生ずる
電圧Vbが印加されている。一方+端子には前述の基準出
力回路11cからの基準電圧Vsが印加されている。コンパ
レータは基準電圧Vsに対し、つまり換言すれば、設定さ
れた高周波出力に対して適正なオン時間tONが得られる
ように電圧VON1を調整する。この調整はフィードバック
される電流ibによって発生する電圧Vbが基準電圧Vsと等
しくなるようにコパレータがこの両電圧を比較し、その
出力をオン・オフすることによって電圧VON2を調整する
ことによって行なわれる。また電源電流検出回路11d
は、商用交流電源1よりインバータに供給される電流i
を検出しており、カレントトランスCT、整流ブリッジ、
コンデンサ、抵抗などで構成された回路によって電流i
の値に対応して検出電圧Viが発生する。この検出電圧Vi
はマイクロコンピュータ12のアナログ入力端子に入力さ
れ、内蔵されたA/D変換機能によってその値を監視して
いる。なお、コンデンサc1を抵抗R2、R3とまたコンデン
サc2を抵抗R3と並列に接続することにより、スタート時
にマイクロコンピュータ12から起動信号Stを出力してト
ランジスタQ1をオンした場合に電圧VON1を零から徐々に
上昇させてオン時間tONを大きくしてゆくソフトスター
トを行なっている。第6図に示したように高周波出力は
最大500Wから最小100Wまで計7段階の設定範囲をもって
いる。
として100Wを設定した場合を例にとって動作を説明す
る。まず、スタート後マイクロコンピュータ12は駆動信
号Stを出力して電圧VON1を発生させ、これを徐々に増加
させる。これと同時にマイクロコンピュータ12は最大高
周波出力500Wに対応した制御信号として第6図に示した
ようにI0〜I2に全て0(Low)を出力する。この場合、
デコーダ13の出力Q0〜Q5も全て0(Low)のため、基準
電圧Vsは で示される電圧となり、これに応じて電圧VON1を調整
し、オン時間tONを決定してこれによってトランジスタ
5を駆動し、マグネトロン10の動作を開始する。その後
マグネトロン10のヒータが十分なエミッション量を獲得
して発振が開始されると、電流iが増加する。このため
検出電圧Viが徐々に上昇し、マイクロコンピュータ12は
この電圧が規定電圧Vi(ON)を越えた時点でマグネトロン
10が発振を開始したと判断し、設定高周波出力100Wに対
応して制御信号を変更し、第6図の通りI0=I1=1(Hi
gh)、I2=0(Low)とする。これによりデコーダ13の
出力Q0が1(High)となるため、これに接続されたトラ
ンジスタがオンし、抵抗応Rfを抵抗RBに並列に接続す
る。このため基準電圧Vsは と設定高周波出力100Wに応じて低くなり、これに対応し
て電圧VON1を下げてオン時間tONを小さくし、100Wの定
常動作に至るものである。
力が低い場合でも短時間でマグネトロンの発振を開始す
ることができ、モーディングの継続によるマグネトロン
への悪影響を排除できる。また、動作開始後の極めて短
い時間でマグネトロンのヒータのエミッション量が十分
に得られるため、マグネトロンから規制されるヒータ電
流が下限値ぎりぎりになる迄設定高周波出力を低くとる
ことができ、低高周波出力を生かして調理ソフトの拡大
が期待できる。
(b)はインバータ電源の動作原理を説明するためのそ
れぞれ回路図と特性図、第3図(a)、(b)はそれぞ
れ本発明による発振周波数の変化と従来方式による発振
周波数の変化を示したものである。また、第4図〜第6
図はそれぞれ本発明の実施例を示したものである。 1……商用交流電源、2……整流ブリッジ、3……平滑
用コンデンサ、4……共振用コンデンサ、5……パワー
トランジスタ、6……フライホイールダイオード、7…
…高圧トランス、8……高圧コンデンサ、9……高圧ダ
イオード、10……マグネトロン、11……制御回路、11a
……パルス発生回路、11b……周波数制御回路、11c……
基準出力回路、11d……電源電流検出回路、12……マイ
クロコンピュータ、13……デコーダ。
Claims (1)
- 【請求項1】商用交流電源電圧を任意の周波数の交流電
源に変換してマグネトロンを駆動するマグネトロンのイ
ンバータ電源と、前記マグネトロンの高周波出力を任意
に設定するための制御信号を出力するマイクロコンピュ
ータと、前記制御信号に応じて基準出力を作成する手段
と、前記基準出力に応じて前記インバータのスイッチン
グ周波数を可変する手段と、前記商用交流電源より前記
インバータ電源に流れる電流値を検出しこれを前記マイ
クロコンピュータに伝達する手段を具備するものにおい
て、前記インバータの動作開始時に前記マイクロコンピ
ュータが最大の高周波出力に相当する制御信号を出力し
て前記インバータを最大出力で起動させ、その後前記マ
イクロコンピュータに伝達される前記電流値が規定値以
上になった場合に設定された高周波出力に相当する制御
信号を出力して前記インバータを定常動作に移行させる
ことを特徴とするマグネトロン用インバータ電源の制御
方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5329889A JP2731938B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | マグネトロン用インバータ電源の制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5329889A JP2731938B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | マグネトロン用インバータ電源の制御方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02234387A JPH02234387A (ja) | 1990-09-17 |
JP2731938B2 true JP2731938B2 (ja) | 1998-03-25 |
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ID=12938817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5329889A Expired - Fee Related JP2731938B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | マグネトロン用インバータ電源の制御方式 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2731938B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-06 JP JP5329889A patent/JP2731938B2/ja not_active Expired - Fee Related
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