JP2807316B2 - マグネトロン駆動電源 - Google Patents
マグネトロン駆動電源Info
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- magnetron
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- switching element
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、電子レンジ等用のマグネトロンを駆動す
るマグネトロン駆動電源に関する。
るマグネトロン駆動電源に関する。
（従来の技術） 電子レンジ用のマグネトロン駆動電源には、マイクロ
波出力を連続的に可変制御することのできるインバータ
電源が多用されており、また、このインバータの中で
も、ノイズ発生等が少ない共振型スイッチング回路を備
え、且つそのスイッチング素子がオンのタイミングでは
他励型で動作し、オフの状態では自励型となる準Ｅクラ
スインバータが多く用いられている。このようなインバ
ータ電源で構成されたマグネトロン駆動電源では、商用
交流電源からの交流電圧を整流した入力直流電圧を共振
型スイッチング回路におけるスイッチング素子で周期的
にスイッチングして高周波に変換し、この高周波を高周
波トランスの１次巻線に供給しその２次巻線に発生する
高周波電圧を倍電圧整流回路で整流し、その整流電圧を
マグネトロンのアノード・カソード間にアノード電圧と
して印加するようになっている。
波出力を連続的に可変制御することのできるインバータ
電源が多用されており、また、このインバータの中で
も、ノイズ発生等が少ない共振型スイッチング回路を備
え、且つそのスイッチング素子がオンのタイミングでは
他励型で動作し、オフの状態では自励型となる準Ｅクラ
スインバータが多く用いられている。このようなインバ
ータ電源で構成されたマグネトロン駆動電源では、商用
交流電源からの交流電圧を整流した入力直流電圧を共振
型スイッチング回路におけるスイッチング素子で周期的
にスイッチングして高周波に変換し、この高周波を高周
波トランスの１次巻線に供給しその２次巻線に発生する
高周波電圧を倍電圧整流回路で整流し、その整流電圧を
マグネトロンのアノード・カソード間にアノード電圧と
して印加するようになっている。
ところでマグネトロンは、アノード、カソード（フィ
ラメント）を備え、２極管と類似の構成を持っており、
始動時にカソードが動作温度まで十分に加熱されて熱電
子を放出し始めるまでの間、高周波トランスの２次巻
線、倍電圧整流回路等の高圧回路に定格以上の過大電圧
発生傾向が生じる。
ラメント）を備え、２極管と類似の構成を持っており、
始動時にカソードが動作温度まで十分に加熱されて熱電
子を放出し始めるまでの間、高周波トランスの２次巻
線、倍電圧整流回路等の高圧回路に定格以上の過大電圧
発生傾向が生じる。
このため、従来のマグネトロン駆動電源では、始動時
にマグネトロンのカソードが十分に加熱されて熱電子を
放出し始めるまでの間、インバータ入力電力を正規の入
力電力より小さく抑え、高周波トランスの２次巻線に発
生する電圧、高圧回路に発生する電圧を構成部品の耐圧
以下にするため、スイッチング素子のオン時間を一定に
制御するか又は高周波トランスの１次電流を一定とする
ような制御が行われていた。
にマグネトロンのカソードが十分に加熱されて熱電子を
放出し始めるまでの間、インバータ入力電力を正規の入
力電力より小さく抑え、高周波トランスの２次巻線に発
生する電圧、高圧回路に発生する電圧を構成部品の耐圧
以下にするため、スイッチング素子のオン時間を一定に
制御するか又は高周波トランスの１次電流を一定とする
ような制御が行われていた。
（発明が解決しようとする課題） しかし、スイッチング素子のオン時間を一定に制御し
た場合、入力電圧、共振型スイッチング回路の素子定
数、動作条件等の変化により高周波トランスの１次電流
の値が変化する。このため、高周波トランスの２次巻線
に発生する電圧、高圧回路に発生する電圧を構成部品の
耐圧以下に抑えることが難しい。また、高周波トランス
の１次電流を一定に制御する場合も、これと同様に難し
い。
た場合、入力電圧、共振型スイッチング回路の素子定
数、動作条件等の変化により高周波トランスの１次電流
の値が変化する。このため、高周波トランスの２次巻線
に発生する電圧、高圧回路に発生する電圧を構成部品の
耐圧以下に抑えることが難しい。また、高周波トランス
の１次電流を一定に制御する場合も、これと同様に難し
い。
これに対し、高圧回路等の構成部品の耐圧の余裕を大
きくとることも考えられるが、コスト高となる。一方、
マグネトロンのカソードが十分に加熱されて熱電子を放
出し始めるまでの間、インバータ入力電力を小さく抑え
ることも考えられるが、カソードが十分に加熱されるま
での間のフィラメント入力電力が小さくなり、マグネト
ロンの動作開始までの時間が長くなってしまう。さらに
高圧回路に加わる電圧を直接制御することも考えられる
が、この方法では制御電圧値自体が大きくなるため、絶
縁分離用のフォトカプラ等を必要とし、安価にこれを実
現することは難しい。
きくとることも考えられるが、コスト高となる。一方、
マグネトロンのカソードが十分に加熱されて熱電子を放
出し始めるまでの間、インバータ入力電力を小さく抑え
ることも考えられるが、カソードが十分に加熱されるま
での間のフィラメント入力電力が小さくなり、マグネト
ロンの動作開始までの時間が長くなってしまう。さらに
高圧回路に加わる電圧を直接制御することも考えられる
が、この方法では制御電圧値自体が大きくなるため、絶
縁分離用のフォトカプラ等を必要とし、安価にこれを実
現することは難しい。
そこで、この発明は、マグネトロンの始動時にそのカ
ソードが動作温度に加熱されるまでの間、マグネトロン
の動作開始までの時間を長くすることなく、高周波トラ
ンスの２次側に発生する電圧を、安価に安全に所定電圧
以下に制御することのできるマグネトロン駆動電源を提
供することを目的とする。
ソードが動作温度に加熱されるまでの間、マグネトロン
の動作開始までの時間を長くすることなく、高周波トラ
ンスの２次側に発生する電圧を、安価に安全に所定電圧
以下に制御することのできるマグネトロン駆動電源を提
供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記課題を解決するために、入力直流電圧
を共振型スイッチング回路におけるスイッチング素子で
周期的にスイッチングした高周波をトランスの１次側に
供給し、その２次側高周波を整流した電圧をアノード電
圧としてマグネトロンに印加するインバータ構成からな
るマグネトロン駆動電源であって、前記マグネトロンの
始動時に当該マグネトロンのカソードが動作温度に加熱
されるまでの間前記スイッチング素子のピーク電圧を一
定の値に制御する制御手段を有することを要旨とする。
を共振型スイッチング回路におけるスイッチング素子で
周期的にスイッチングした高周波をトランスの１次側に
供給し、その２次側高周波を整流した電圧をアノード電
圧としてマグネトロンに印加するインバータ構成からな
るマグネトロン駆動電源であって、前記マグネトロンの
始動時に当該マグネトロンのカソードが動作温度に加熱
されるまでの間前記スイッチング素子のピーク電圧を一
定の値に制御する制御手段を有することを要旨とする。
（作用） マグネトロンのカソードが動作温度に加熱されるまで
の間、制御手段により共振型スイッチング回路における
スイッチング素子のピーク電圧が一定の値に制御されて
高周波トランスの１次側電流の値が所定値以下に抑えら
れ、その２次側に発生する電圧が所定値以下に制御され
る。
の間、制御手段により共振型スイッチング回路における
スイッチング素子のピーク電圧が一定の値に制御されて
高周波トランスの１次側電流の値が所定値以下に抑えら
れ、その２次側に発生する電圧が所定値以下に制御され
る。
（実施例） 以下、この発明の実施例を第１図及び第２図に基づい
て説明する。
て説明する。
この実施例は、共振型スイッチング回路を備えた準Ｅ
クラスインバータからなるマグネトロン駆動電源に適用
されている。
クラスインバータからなるマグネトロン駆動電源に適用
されている。
まず、マグネトロン駆動電源の構成を説明すると、第
１図において、１は商用交流電源であり、この商用交流
電源１からの交流電圧が整流ブリッジ２で整流されたの
ち、チョークコイル３及び平滑コンデンサ４で平滑され
て入力直流電圧VDCが得られるようになっている。５は
トランジスタからなるスイッチング素子であり、スイッ
チング素子５のコレクタ・エミッタ間に並列にフリーホ
イーリングダイオード６及び共振コンデンサ７が接続さ
れて共振型スイッチング回路が構成されている。
１図において、１は商用交流電源であり、この商用交流
電源１からの交流電圧が整流ブリッジ２で整流されたの
ち、チョークコイル３及び平滑コンデンサ４で平滑され
て入力直流電圧VDCが得られるようになっている。５は
トランジスタからなるスイッチング素子であり、スイッ
チング素子５のコレクタ・エミッタ間に並列にフリーホ
イーリングダイオード６及び共振コンデンサ７が接続さ
れて共振型スイッチング回路が構成されている。
10は高周波トランスであり、１次巻線８、２次巻線９
及びフィラメント巻線11が備えられている。入力直流電
圧VDCが高周波トランス10の１次巻線８を介してスイッ
チング素子５のコレクタに供給されている。後述するド
ライバからの駆動信号によりスイッチング素子５がオン
・オフされ、入力直流電圧VDCが周期的にスイッチング
されて高周波に変換される。このとき、共振型スイッチ
ング回路を構成するスイッチング素子５のコレクタ・エ
ミッタ間に正弦波状の共振電圧VCEが現われ、この正弦
波状の高周波が高周波トランス10の１次巻線８に供給さ
れるようになっている。また、２次巻線９には、倍電圧
コンデンサ12と高電圧整流ダイオード13、14で構成され
た倍電圧整流回路が接続され、その整流高電圧がマグネ
トロン15のアノード16とカソード17（以下、フイラメン
トというときもカソードと同符号を用いる）との間にア
ノード電圧EBとして印加されるようになっている。な
お、マグネトロン15はアノード16側がアースになってい
る。フィラメント巻線11からのフィラメント電圧は、マ
グネトロン15のフィラメント17に供給されている。
及びフィラメント巻線11が備えられている。入力直流電
圧VDCが高周波トランス10の１次巻線８を介してスイッ
チング素子５のコレクタに供給されている。後述するド
ライバからの駆動信号によりスイッチング素子５がオン
・オフされ、入力直流電圧VDCが周期的にスイッチング
されて高周波に変換される。このとき、共振型スイッチ
ング回路を構成するスイッチング素子５のコレクタ・エ
ミッタ間に正弦波状の共振電圧VCEが現われ、この正弦
波状の高周波が高周波トランス10の１次巻線８に供給さ
れるようになっている。また、２次巻線９には、倍電圧
コンデンサ12と高電圧整流ダイオード13、14で構成され
た倍電圧整流回路が接続され、その整流高電圧がマグネ
トロン15のアノード16とカソード17（以下、フイラメン
トというときもカソードと同符号を用いる）との間にア
ノード電圧EBとして印加されるようになっている。な
お、マグネトロン15はアノード16側がアースになってい
る。フィラメント巻線11からのフィラメント電圧は、マ
グネトロン15のフィラメント17に供給されている。
一方、マグネトロン15の始動時に、そのカソード17が
動作温度に加熱されるまでの間スイッチング素子５のピ
ーク電圧VCE peakを一定の値に制御するための制御手段
が次のように構成されている。
動作温度に加熱されるまでの間スイッチング素子５のピ
ーク電圧VCE peakを一定の値に制御するための制御手段
が次のように構成されている。
即ち、まず、スイッチング素子５の共振電圧VCEの値
を監視し、この電圧値がピーク電圧VCE peakの基準値V
R1を超えたときＨレベル電圧を出力するコンパレータ21
が配設されている。コンパレータ21の出力端子はアナロ
グスイッチ22、ダイオード23及び抵抗24を介して積分器
で構成された入力電力誤差増幅器25の入力端子（−）に
接続されている。入力電力誤差増幅器25の入力端子
（−）には、入力電力基準値−VR2が設定されている。
入力電力誤差増幅器25の出力端子は制御回路26に接続さ
れ、制御回路26の出力端子がドライバ27に接続されてい
る。ドライバ27から出力される駆動信号がスイッチング
素子５のベース端子に与えられるようになっている。
を監視し、この電圧値がピーク電圧VCE peakの基準値V
R1を超えたときＨレベル電圧を出力するコンパレータ21
が配設されている。コンパレータ21の出力端子はアナロ
グスイッチ22、ダイオード23及び抵抗24を介して積分器
で構成された入力電力誤差増幅器25の入力端子（−）に
接続されている。入力電力誤差増幅器25の入力端子
（−）には、入力電力基準値−VR2が設定されている。
入力電力誤差増幅器25の出力端子は制御回路26に接続さ
れ、制御回路26の出力端子がドライバ27に接続されてい
る。ドライバ27から出力される駆動信号がスイッチング
素子５のベース端子に与えられるようになっている。
また、マグネトロン15のカソード17が十分に加熱され
て熱電子を放出し始めることを検出する手段としては、
インバータへの入力電流、入力電力又はマグネトロン15
のアノード電流IBの何れかが大きくなることを検出すれ
ばよいが、この実施例では、整流ブリッジ２の入力側に
入力電力検出器28が接続されてインバータへの入力電力
が検出されるようになっている。入力電力検出器28の電
圧出力は入力電力誤差増幅器25の入力端子（−）に与え
られている。また、マグネトロン15の始動時に、入力電
力検出器28の電圧出力により、そのカソード17が十分に
加熱されたことが検出されるまでの間アナログスイッチ
22をオンにしておくため、制御回路26からの制御信号線
がアナログスイッチ22の制御端子に接続されている。
て熱電子を放出し始めることを検出する手段としては、
インバータへの入力電流、入力電力又はマグネトロン15
のアノード電流IBの何れかが大きくなることを検出すれ
ばよいが、この実施例では、整流ブリッジ２の入力側に
入力電力検出器28が接続されてインバータへの入力電力
が検出されるようになっている。入力電力検出器28の電
圧出力は入力電力誤差増幅器25の入力端子（−）に与え
られている。また、マグネトロン15の始動時に、入力電
力検出器28の電圧出力により、そのカソード17が十分に
加熱されたことが検出されるまでの間アナログスイッチ
22をオンにしておくため、制御回路26からの制御信号線
がアナログスイッチ22の制御端子に接続されている。
上述のコンパレータ21、入力電力誤差増幅器25、制御
回路26、ドライバ27及び入力電力検出器28により制御手
段が構成されている。
回路26、ドライバ27及び入力電力検出器28により制御手
段が構成されている。
次に、第２図を用いて、上述のように構成されたマグ
ネトロン駆動電源の動作を説明する。
ネトロン駆動電源の動作を説明する。
マグネトロン15の始動時に、そのカソード17が十分に
加熱されて熱電子を放出し始めるまでの間、アナログス
イッチ22がオンになっている（第２図（ｄ））。この
間、スイッチング素子５のピーク電圧VCE peakがコンパ
レータ21で監視される。マグネトロン15はカソード17が
動作温度に達せずに正常動作に入るまでは入力電力は殆
んどないので、スイッチング素子５の共振電圧VCEは非
常に小さい。このため、コンパレータ21の出力はＬレベ
ルとなり、入力電力誤差増幅器25の積分出力によりドラ
イバ27からはスイッチング素子５のオン時間を大にする
ような駆動信号が出力される。これにより、高周波トラ
ンス10の２次側に過大電圧発生傾向が生じてスイッチン
グ素子５の共振電圧VCEが大になり、設定された基準値V
R1を超えると、コンパレータ21の出力はＨレベルとな
り、入力電力誤差増幅器25の積分出力が低下してドライ
バ27からはスイッチンク素子５のオン時間を小さくする
ような駆動信号が出力される。この結果、スイッチング
素子５の共振電圧VCEピーク値は一定の値に制御され
（第２図（ａ））、高周波トランス10の１次巻線８の電
流が所定値以下に抑えられて２次巻線９に発生する電圧
が所定値以下に制御される。
加熱されて熱電子を放出し始めるまでの間、アナログス
イッチ22がオンになっている（第２図（ｄ））。この
間、スイッチング素子５のピーク電圧VCE peakがコンパ
レータ21で監視される。マグネトロン15はカソード17が
動作温度に達せずに正常動作に入るまでは入力電力は殆
んどないので、スイッチング素子５の共振電圧VCEは非
常に小さい。このため、コンパレータ21の出力はＬレベ
ルとなり、入力電力誤差増幅器25の積分出力によりドラ
イバ27からはスイッチング素子５のオン時間を大にする
ような駆動信号が出力される。これにより、高周波トラ
ンス10の２次側に過大電圧発生傾向が生じてスイッチン
グ素子５の共振電圧VCEが大になり、設定された基準値V
R1を超えると、コンパレータ21の出力はＨレベルとな
り、入力電力誤差増幅器25の積分出力が低下してドライ
バ27からはスイッチンク素子５のオン時間を小さくする
ような駆動信号が出力される。この結果、スイッチング
素子５の共振電圧VCEピーク値は一定の値に制御され
（第２図（ａ））、高周波トランス10の１次巻線８の電
流が所定値以下に抑えられて２次巻線９に発生する電圧
が所定値以下に制御される。
マグネトロン15のカソード17が十分に加熱され熱電子
を放出し始めと、インバータへの入力電力が大きくなり
（第２図（ｂ））、このときの入力電力検出器28の電圧
出力により、入力電力誤差増幅器25及び制御回路26を介
してアナログスイッチ22がオフとなり（第２図
（ｄ））、マグネトロン15の始動時の制御が終了する。
なお、第２図（ｂ）中のIBの特性線は、マグネトロン15
のカソード17が十分に加熱されたことをマグネトロン15
のアノード電流IBで検出する場合を示している。
を放出し始めと、インバータへの入力電力が大きくなり
（第２図（ｂ））、このときの入力電力検出器28の電圧
出力により、入力電力誤差増幅器25及び制御回路26を介
してアナログスイッチ22がオフとなり（第２図
（ｄ））、マグネトロン15の始動時の制御が終了する。
なお、第２図（ｂ）中のIBの特性線は、マグネトロン15
のカソード17が十分に加熱されたことをマグネトロン15
のアノード電流IBで検出する場合を示している。
マグネトロン15のカソード17が十分に加熱された後
は、入力電力検出器28の検出出力が入力電力基準値VR2
となるように制御されて、インバータの入力電力一定制
御（インバータの出力電力一定制御）のみが実行され
る。
は、入力電力検出器28の検出出力が入力電力基準値VR2
となるように制御されて、インバータの入力電力一定制
御（インバータの出力電力一定制御）のみが実行され
る。
上述のように、この実施例のマグネトロン駆動電源に
よれば、マグネトロン15の始動時に、そのカソード17が
動作温度に加熱されるまでの間、マグネトロン15の動作
開始までの時間を長くすることなく、高周波トランス10
の２次巻線９に発生する電圧、即ち、倍電圧整流回路等
の高圧回路に発生する電圧が安全に所定電圧以下に制御
される。また、この制御が高周波トランス10の１次側で
行われるため、絶縁分離用のフォトカプラ等が不要とな
り、制御手段を安価に実現することが可能となる。
よれば、マグネトロン15の始動時に、そのカソード17が
動作温度に加熱されるまでの間、マグネトロン15の動作
開始までの時間を長くすることなく、高周波トランス10
の２次巻線９に発生する電圧、即ち、倍電圧整流回路等
の高圧回路に発生する電圧が安全に所定電圧以下に制御
される。また、この制御が高周波トランス10の１次側で
行われるため、絶縁分離用のフォトカプラ等が不要とな
り、制御手段を安価に実現することが可能となる。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、マグネトロ
ンの始動時にそのカソードが動作温度に加熱されるまで
の間、共振型スイッチング回路におけるスイッチング素
子のピーク電圧を一定の値に制御する制御手段を具備さ
せたため、マグネトロンの始動時に高周波トランスの１
次側電流の値が所定値以下に抑えられて、マグネトロン
の動作開始までの時間を長くすることなく、高周波トラ
ンスの２次側に発生する電圧を安全な所定電圧以下に制
御することができる。また、制御手段は高周波トランス
の１次側に配設したため、絶縁分離用のフォトカプラ等
が不要となり安価に構成することができる。
ンの始動時にそのカソードが動作温度に加熱されるまで
の間、共振型スイッチング回路におけるスイッチング素
子のピーク電圧を一定の値に制御する制御手段を具備さ
せたため、マグネトロンの始動時に高周波トランスの１
次側電流の値が所定値以下に抑えられて、マグネトロン
の動作開始までの時間を長くすることなく、高周波トラ
ンスの２次側に発生する電圧を安全な所定電圧以下に制
御することができる。また、制御手段は高周波トランス
の１次側に配設したため、絶縁分離用のフォトカプラ等
が不要となり安価に構成することができる。
第１図はこの発明に係るマグネトロン駆動電源の実施例
を示す回路図、第２図はその動作を説明するためのスイ
ッチング素子の電圧波形等のタイミングチャートであ
る。 2:チョークコイル及び平滑コンデンサとともに入力直流
を得るための整流ブリッジ、 3:チョークコイル、4:平滑コンデンサ、 5:共振コンデンサ等とともに共振型スイッチング回路を
構成するスイッチング素子、 7:共振コンデンサ、15:マグネトロン、 16:アノード、 17:カソード（フィラメント）、 21:コンパレータ、 25:入力電力誤差増幅器、 26:制御回路、27:ドライバ、 28:コンパレータ、入力電力誤差増幅器、制御回路及び
ドライバ等とともに制御手段を構成する入力電力検出
器。
を示す回路図、第２図はその動作を説明するためのスイ
ッチング素子の電圧波形等のタイミングチャートであ
る。 2:チョークコイル及び平滑コンデンサとともに入力直流
を得るための整流ブリッジ、 3:チョークコイル、4:平滑コンデンサ、 5:共振コンデンサ等とともに共振型スイッチング回路を
構成するスイッチング素子、 7:共振コンデンサ、15:マグネトロン、 16:アノード、 17:カソード（フィラメント）、 21:コンパレータ、 25:入力電力誤差増幅器、 26:制御回路、27:ドライバ、 28:コンパレータ、入力電力誤差増幅器、制御回路及び
ドライバ等とともに制御手段を構成する入力電力検出
器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−281390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−184280（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 6/48 - 6/50 H05B 6/66 - 6/68 H05B 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】入力直流電圧を共振型スイッチング回路に
おけるスイッチング素子で周期的にスイッチングした高
周波をトランスの１次側に供給し、その２次側高周波を
整流した電圧をアノード電圧としてマグネトロンに印加
するインバータ構成からなるマグネトロン駆動電源であ
って、 前記マグネトロンの始動時に当該マグネトロンのカソー
ドが動作温度に加熱されるまでの間前記スイッチング素
子のピーク電圧を一定の値に制御する制御手段を有する
ことを特徴とするマグネトロン駆動電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17030890A JP2807316B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | マグネトロン駆動電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17030890A JP2807316B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | マグネトロン駆動電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0462787A JPH0462787A (ja) | 1992-02-27 |
| JP2807316B2 true JP2807316B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=15902567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17030890A Expired - Fee Related JP2807316B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | マグネトロン駆動電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807316B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP17030890A patent/JP2807316B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0462787A (ja) | 1992-02-27 |
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