JP3374845B2 - Power supply for magnetron drive - Google Patents

Power supply for magnetron drive

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JP3374845B2
JP3374845B2 JP2001033448A JP2001033448A JP3374845B2 JP 3374845 B2 JP3374845 B2 JP 3374845B2 JP 2001033448 A JP2001033448 A JP 2001033448A JP 2001033448 A JP2001033448 A JP 2001033448A JP 3374845 B2 JP3374845 B2 JP 3374845B2
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capacitor
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大介 別荘
秀和 山下
圭一 佐藤
英樹 大森
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Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はマグネトロンを用い
た高周波加熱装置の、特にマグネトロンの駆動用電源に
関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来のマグネトロン駆動用電源は、図1
0に示す一石式電圧共振型回路を用いている。高圧トラ
ンス54は2次側に高電圧を発生し、マグネトロン56
に高電圧を供給している。コンデンサ55は、高圧トラ
ンス54と共に共振回路を構成しており、半導体スイッ
チング素子53のスイッチング波形は、図11(a)、
図11(b)に示しているように正弦波状となる。 【0003】このとき、コンデンサ55と高圧トランス
54とが共振回路を構成しているため、半導体スイッチ
ング素子53には電圧がゼロになってから電流が流れ始
めるものである。つまり、半導体スイッチング素子53
のオン時のスイッチング損失が低減されるものである。
またオフ時には電流は急峻に切れるが、電圧が正弦波状
に緩やかに立上るため、オフ時にも半導体スイッチング
素子53のスイッチング損失が低減される。このよう
に、共振型回路は半導体スイッチング素子のスイッチン
グ損失を低減する効果を有しているものである。 【0004】マグネトロンは逆阻止特性を有する真空管
で、その電圧−電流特性は図12に示すとおりである。
すなわち、電圧がおよそ−4kVになると発振を開始
し、急激にインピーダンスが低下するダイナミックな負
荷変化をしている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の構成
のマグネトロン駆動用電源は、半導体スイッチング素子
とマグネトロンにかかる電圧が非常に高くなるという課
題を有している。つまり、半導体スイッチング素子には
約500Vが、マグネトロンには約20kVという非常
に高い電圧が印加されるものである。マグネトロンにか
かる電圧は、高圧トランスの巻数比が約40であるた
め、共振によって発生する約500Vのピーク電圧が高
圧トランスの1次側に印加されると、2次側には約20
kVが発生するものである。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は前記従来の構成
が有している課題を解決するもので、マグネトロンと、
前記マグネトロンに高電圧を供給する高圧トランスと、
前記高圧トランスの一次側に接続した第1、第2のコン
デンサと、前記高圧トランスと第1、第2のコンデンサ
とで構成される共振回路に接続した第1の半導体スイッ
チング素子と、前記第2のコンデンサに直列接続された
第2の半導体スイッチング素子とを備え、前記第1,第
2の半導体スイッチング素子を交互に駆動するととも
に、前記第1の半導体スイッチング素子に印加される電
が所定の電圧を超えると第2の半導体スイッチング素
を駆動することにより、前記第1,第2のコンデンサ
の合計容量を前記第1の半導体スイッチング素子に印加
される電圧レベルに依存するものとし、半導体スイッチ
ング素子にかかる電圧とマグネトロンにかかる電圧とを
低減できるマグネトロン駆動用電源装置としている。 【0007】 【発明の実施の形態】請求項1に記載した発明は、マグ
ネトロンと、前記マグネトロンに高電圧を供給する高圧
トランスと、前記高圧トランスの一次側に接続した第
1、第2のコンデンサと、前記高圧トランスと第1、第
2のコンデンサとで構成される共振回路に接続した第1
の半導体スイッチング素子と、前記第2のコンデンサに
直列接続された第2の半導体スイッチング素子とを備
え、前記第1,第2の半導体スイッチング素子を交互に
駆動するとともに、前記第1の半導体スイッチング素子
に印加される電圧が所定の電圧を超えると第2の半導体
スイッチング素子を駆動することにより、前記第1,第
2のコンデンサの合計容量を前記第1の半導体スイッチ
ング素子に印加される電圧レベルに依存するものとし、
半導体スイッチング素子の電圧をあるレベルにクランプ
させ、マグネトロンにかかる電圧を低減できるものであ
る。 【0008】 【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 【0009】(実施例1) 図1は本実施例のマグネトロン駆動用電源装置の構成を
示す回路図である。整流器2は商用電源1を整流し直流
電圧に変換して、共振回路3と半導体スイッチング素子
6にこの直流電圧を供給している。前記共振回路3は、
コンデンサ5と高電圧を発生する高圧トランス4とによ
って構成している。コンデンサ5は印加電圧の大きさに
よって容量が変化する電圧依存型の容量特性を有してお
り、高圧トランス4の1次側に接続している。またマグ
ネトロン7は、高圧トランス4の2次側に接続してい
る。 【0010】以下本実施例の動作について図2に基づい
て説明する。図2(a)は、半導体スイッチング素子6
の電圧波形を、図2(b)は半導体スイッチング素子6
の電流波形を、図2(c)は高圧トランス4の1次側に
流れる電流波形を示している。スイッチング素子6がオ
ンして電流Icが流れているときには、高圧トランス4
の2次側には図1中にIaとして示した電流が流れる。
また半導体スイッチング素子6がオフすると、高圧トラ
ンス4の1次側に流れていた電流はコンデンサ5に向か
って流れ始め、同時に半導体スイッチング素子6に電圧
が印加され始める。つまり、図2の領域aの状態であ
る。半導体スイッチング素子6に印加される電圧レベル
がV1に達すると、コンデンサ5の容量は電圧依存性に
よって大幅に(約10倍)に増加する。このため、領域
bに示しているように半導体スイッチング素子6に印加
される電圧はその傾きが急激に緩やかになり、電圧のピ
ーク値の上昇が抑制(クランプ)される。高圧トランス4
の1次側巻線の電荷が全てコンデンサ5に移ると、領域
cに示しているように、コンデンサ5から高圧トランス
4の1次側に電流が流れ始める。また半導体スイッチン
グ素子6に印加される電圧レベルが低下して再びV1に
達すると、コンデンサ5の電圧依存性によってその容量
が原状に戻って、領域dに示しているように、半導体ス
イッチング素子6にかかる電圧は急峻に低下する。この
後再び、半導体スイッチング素子6がオンし、前記領域
a以下の動作を繰り返すものである。 【0011】以上のように本実施例によれば、コンデン
サ5として電圧依存型の容量特性を有するものを使用す
ることによって、半導体スイッチング素子6にかかる電
圧を低減できるものである。実験の結果によれば、本実
施例によるものでは半導体スイッチング素子6にかかる
電圧を350V程度とすることができ、従来の一石式電
圧共振型回路の500Vから大幅に低減できるものであ
る。また、半導体スイッチング素子6にかかる電圧を低
下できるため、高圧トランス4の2次側に発生する高電
圧も低下させることができ、マグネトロン4にかかる電
圧も低下させることができるものである。 【0012】(実施例2) 続いて本発明の第2の実施例について、図3に基づいて
説明する。本実施例では、高圧トランス4の一次側には
第1のコンデンサ10と、第1のコンデンサ10より容
量の大きい第2のコンデンサ8を接続している。また、
第1のコンデンサ10には第1の半導体スイッチング素
子6を、第2のコンデンサ8には第2の半導体スイッチ
ング素子9を接続している。11は、第1の半導体スイ
ッチング素子6、第2の半導体スイッチング素子9を駆
動する駆動回路である。 【0013】以下本実施例の動作について図4に基づい
て説明する。図4は本実施例の各部の動作波形を示す波
形図である。図4(a)は半導体スイッチング素子にか
かる電圧波形を、図4(b)は同電流波形を、図4
(c)は高圧トランス4の1次側を流れる電流波形を、
図4(d)は第1のコンデンサ10に流れる電流波形
を、図4(e)は第2のコンデンサ8に流れる電流波形
を、図4(f)は第1の半導体スイッチング素子6にか
かる電圧波形を、図4(g)は第2の半導体スイッチン
グ素子9にかかる電圧波形を、図4(h)はマグネトロ
ン7に流れる電流波形を、図4(i)は高圧トランス4
の高圧側に発生する電圧波形を示している。 【0014】図4(a)に示している第1の半導体スイ
ッチング素子6にかかる電圧をクランプする作用につい
ては、前記実施例1と同様である。第1のスイッチング
素子6の電圧がV1をこえると、領域bに示しているよ
うに、第2のスイッチング素子9を構成するダイオード
を通って、第2のコンデンサ8に充電電流が流れはじめ
る。この電圧V1は第2のコンデンサ8が有している初
期電圧である。高圧トランス4の1次側巻線が有してい
る電荷がすべて第2のコンデンサ8に移ると、領域
(c)に示しているように、第2のコンデンサ8から高
圧トランス4の1次側巻線に対する放電が始まる。この
放電電流は、第2の半導体スイッチング素子9を構成す
るトランジスタを介して流れるので、第2の半導体スイ
ッチング素子9にかかる電圧は図4(g)に示すような
波形となる。この駆動信号によって、第2の半導体スイ
ッチング素子9を構成するトランジスタがオフすると、
第2のコンデンサ8からの放電電流が遮断される。この
時の第2のコンデンサ8の持つ電圧が、前述した電圧V
1を決定する。 【0015】以上のように本実施例は、第2のコンデン
サ8と第2の半導体スイッチング素子9とによって、第
1のコンデンサ10と第2のコンデンサ8の容量を電圧
依存性としているものである。従って、実施例1の構成
のものと比べて通常の容量固定形のコンデンサを容量可
変形として使用でき、安価に構成できるものとなってい
る。 【0016】また図5に示す構成のものは、第2のコン
デンサ8と、第2の半導体スイッチング素子9とを直列
に接続したものを、第1の半導体スイッチング素子6に
並列に接続したものであり、図3に説明したものと同等
に作用するものである。 【0017】(実施例3) 続いて本発明の第3の実施例について図6に基づいて説
明する。本実施例では、高圧トランス4の2次側に、高
圧を発生する第1の巻線12と、第2の巻線13とを備
えている。また第1の巻線12には第1のダイオード1
4を、第2の巻線13には第2のダイオード15を接続
し、第1のダイオード14と第2のダイオード15とか
らマグネトロン7に高電圧を供給するようにしているも
のである。このとき、第1の巻線12と第2の巻線13
とは、極性を同じにしている。 【0018】以下本実施例の動作について説明する。前
記実施例1と実施例2で使用している高圧トランス4の
構成は、リーケージインダクンスが存在しており、これ
が原因して高圧トランス4の2次側にはサージ電圧が発
生するものである。つまり、マグネトロン7は逆阻止特
性を有しているため、印加される電圧が逆方向になる
と、インピーダンスが非常に高くなって、前記リーケー
ジインダクタンスによってサージ電圧が発生するもので
ある。 【0019】本実施例は、図6に示しているように、2
次側に同極性となるように設けた第1の巻線12と第2
の巻線13を密結合となるように設けて、第1のダイオ
ード14と第2のダイオード15とを介してマグネトロ
ン7に高電圧を供給するようにしているため、このサー
ジ電圧を低減することができるものである。 【0020】(実施例4) 続いて図7に基づいて本発明の第4の実施例について説
明する。本実施例では高圧トランス4の2次側巻線に4
個のダイオードからなる全波整流回路を接続し、この全
波整流回路で得られた直流高電圧をマグネトロン7に供
給する構成としているものである。 【0021】以下本実施例の動作について説明する。マ
グネトロン7は逆阻止特性を有しているが、全波整流回
路15を用いることによって、マグネトロン7には常に
一方向(負方向)の電圧を印加できるものである。つま
り、常時、発振状態とすることができるものである。発
振状態にあるマグネトロンはインピーダンスが300Ω
程度であり、リーケージインダクタンスの作用によるサ
ージ電圧は発生しないものである。 【0022】以上のように本実施例によっても、実施例
3と同様に、サージ電圧を低減できるものである。 【0023】(実施例5) 次に本発明の第5の実施例について説明する。図8
(a)は、高圧トランスの一次側の巻線電圧で、この電
圧が昇圧されてマグネトロンに供給される。この巻線電
圧は正方向電圧V2は約140Vで、負方向電圧V3は約
210Vである。このように正方向と負方向とで電圧レ
ベルが異なるため、この電圧を昇圧した電圧をマグネト
ロンに供給すると、マグネトロンには図8(b)に示す
電流が流れる。この電流波形はI2で0.5A、I3で2A
のピーク値を有している。この電流はマグネトロンのフ
ィラメントに流れる電流で、ピーク値はフィラメントの
寿命と因果関係があり、ピーク値が高くなるほどマグネ
トロンの寿命は短くなるものである。 【0024】本実施例はこのピーク値を低減する手段に
関するものである。本実施例の回路構成は、前記図7に
示したものと同様である。 【0025】以上の構成で本実施例では、第1の半導体
スイッチング素子6がオンしている期間に、高圧トラン
ス4の1次側に印加される電圧V2と、オフしている期
間に高圧トランス4の1次側に印加される電圧V4とが
同程度となるように制御しているものである。つまり、
第2の半導体スイッチング素子9に与える駆動信号の時
間を長くして、第2のコンデンサ8の放電時間が長くな
るようにしている。これによって、マグネトロン9に流
れる電流は図9(b)に示すようなピーク値が減少した
バランスのとれた形となる。図9(a)に示している高
圧トランス4の1次側の両端にかかる電圧の波形は、前
記制御を実行した結果V2=V4となっている。 【0026】 【発明の効果】以上のように、請求項1に記載した発明
によれば、半導体スイッチング素子の電圧をあるレベル
にクランプして、マグネトロンにかかる電圧を低減でき
るマグネトロン駆動用電源装置を実現するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency heating apparatus using a magnetron, and more particularly to a power supply for driving a magnetron. 2. Description of the Related Art A conventional magnetron driving power supply is shown in FIG.
0 is used. The high-voltage transformer 54 generates a high voltage on the secondary side, and the magnetron 56
Is supplied with high voltage. The capacitor 55 forms a resonance circuit together with the high-voltage transformer 54, and the switching waveform of the semiconductor switching element 53 is as shown in FIG.
As shown in FIG. 11B, the waveform becomes a sine wave. At this time, since the capacitor 55 and the high-voltage transformer 54 form a resonance circuit, a current starts to flow in the semiconductor switching element 53 after the voltage becomes zero. That is, the semiconductor switching element 53
, The switching loss at the time of turning on is reduced.
Also, when the current is turned off, the current is sharply cut off, but since the voltage gradually rises in a sine wave shape, the switching loss of the semiconductor switching element 53 is reduced even when the current is turned off. As described above, the resonance type circuit has an effect of reducing the switching loss of the semiconductor switching element. A magnetron is a vacuum tube having reverse blocking characteristics, and its voltage-current characteristics are as shown in FIG.
That is, when the voltage becomes approximately −4 kV, oscillation starts, and a dynamic load change occurs in which the impedance rapidly decreases. [0005] However, the magnetron driving power supply of the above-mentioned conventional configuration has a problem that the voltage applied to the semiconductor switching element and the magnetron becomes extremely high. That is, a very high voltage of about 500 V is applied to the semiconductor switching element and about 20 kV to the magnetron. As for the voltage applied to the magnetron, since the turns ratio of the high voltage transformer is about 40, when a peak voltage of about 500 V generated by resonance is applied to the primary side of the high voltage transformer, about 20 V is applied to the secondary side.
kV is generated. [0006] The present invention solves the problems of the above-mentioned conventional structure, and comprises a magnetron,
A high-voltage transformer for supplying a high voltage to the magnetron;
A first and a second capacitor connected to a primary side of the high-voltage transformer; a first semiconductor switching element connected to a resonance circuit including the high-voltage transformer and first and second capacitors; And a second semiconductor switching element connected in series to the first capacitor. The second semiconductor switching element drives the first and second semiconductor switching elements alternately, and a voltage applied to the first semiconductor switching element is a predetermined voltage. by exceeding the drive of the second semiconductor switching element, the first, the total capacitance of the second capacitor is assumed to depend on the voltage level applied to the first semiconductor switching element, the semiconductor switching element The power supply device for driving the magnetron can reduce the voltage applied to the magnetron and the voltage applied to the magnetron. According to the first aspect of the present invention, there is provided a magnetron, a high voltage transformer for supplying a high voltage to the magnetron, and first and second capacitors connected to a primary side of the high voltage transformer. And a first circuit connected to a resonance circuit including the high-voltage transformer and first and second capacitors.
, And a second semiconductor switching element connected in series to the second capacitor, and alternately drives the first and second semiconductor switching elements and the first semiconductor switching element. When the voltage applied to the first semiconductor switching element exceeds a predetermined voltage, the second semiconductor switching element is driven to reduce the total capacitance of the first and second capacitors to the voltage level applied to the first semiconductor switching element. Depend on
The voltage of the semiconductor switching element can be clamped to a certain level to reduce the voltage applied to the magnetron. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply unit for driving a magnetron according to this embodiment. The rectifier 2 rectifies the commercial power 1 and converts it into a DC voltage, and supplies the DC voltage to the resonance circuit 3 and the semiconductor switching element 6. The resonance circuit 3
It comprises a capacitor 5 and a high voltage transformer 4 for generating a high voltage. The capacitor 5 has a voltage-dependent capacitance characteristic in which the capacitance changes according to the magnitude of the applied voltage, and is connected to the primary side of the high-voltage transformer 4. The magnetron 7 is connected to the secondary side of the high voltage transformer 4. The operation of the embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 2A shows a semiconductor switching element 6.
FIG. 2B shows the voltage waveform of the semiconductor switching element 6.
2 (c) shows a current waveform flowing to the primary side of the high-voltage transformer 4. FIG. When the switching element 6 is turned on and the current Ic is flowing, the high-voltage transformer 4
The current shown as Ia in FIG.
When the semiconductor switching element 6 is turned off, the current flowing on the primary side of the high-voltage transformer 4 starts flowing toward the capacitor 5, and at the same time, the voltage starts to be applied to the semiconductor switching element 6. That is, this is the state of the area a in FIG. When the voltage level applied to the semiconductor switching element 6 reaches V1, the capacitance of the capacitor 5 increases significantly (about 10 times) due to the voltage dependency. For this reason, as shown in the area b, the slope of the voltage applied to the semiconductor switching element 6 becomes sharp and gentle, and the rise of the peak value of the voltage is suppressed (clamped). High voltage transformer 4
Is transferred to the capacitor 5, a current starts to flow from the capacitor 5 to the primary side of the high-voltage transformer 4 as shown in a region c. When the voltage level applied to the semiconductor switching element 6 decreases and reaches V1 again, the capacitance of the capacitor 5 returns to its original state due to the voltage dependency of the capacitor 5, and as shown in a region d, the capacitance of the capacitor 5 is reduced. Such a voltage drops sharply. Thereafter, the semiconductor switching element 6 is turned on again, and the operation in the region a and below is repeated. As described above, according to the present embodiment, the voltage applied to the semiconductor switching element 6 can be reduced by using a capacitor having a voltage-dependent capacitance characteristic as the capacitor 5. According to the results of the experiment, the voltage applied to the semiconductor switching element 6 can be set to about 350 V in the device according to the present embodiment, which can be greatly reduced from 500 V of the conventional single-type voltage resonance type circuit. Further, since the voltage applied to the semiconductor switching element 6 can be reduced, the high voltage generated on the secondary side of the high voltage transformer 4 can also be reduced, and the voltage applied to the magnetron 4 can also be reduced. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a first capacitor 10 and a second capacitor 8 having a larger capacity than the first capacitor 10 are connected to the primary side of the high-voltage transformer 4. Also,
The first capacitor 10 is connected to the first semiconductor switching element 6, and the second capacitor 8 is connected to the second semiconductor switching element 9. Reference numeral 11 denotes a drive circuit that drives the first semiconductor switching element 6 and the second semiconductor switching element 9. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a waveform diagram showing operation waveforms of each unit of the present embodiment. 4A shows a voltage waveform applied to the semiconductor switching element, FIG. 4B shows the same current waveform, and FIG.
(C) shows a current waveform flowing on the primary side of the high-voltage transformer 4,
4D shows a current waveform flowing in the first capacitor 10, FIG. 4E shows a current waveform flowing in the second capacitor 8, and FIG. 4F shows a voltage applied to the first semiconductor switching element 6. 4 (g) shows a voltage waveform applied to the second semiconductor switching element 9, FIG. 4 (h) shows a current waveform flowing through the magnetron 7, and FIG.
2 shows a voltage waveform generated on the high voltage side of FIG. The operation of clamping the voltage applied to the first semiconductor switching element 6 shown in FIG. 4A is the same as in the first embodiment. When the voltage of the first switching element 6 exceeds V1, a charging current starts to flow through the diode constituting the second switching element 9 to the second capacitor 8, as shown in a region b. This voltage V1 is an initial voltage of the second capacitor 8. When all the electric charge of the primary winding of the high-voltage transformer 4 is transferred to the second capacitor 8, as shown in a region (c), the second capacitor 8 transfers the charge to the primary side of the high-voltage transformer 4. Discharge to the winding starts. Since this discharge current flows through the transistor constituting the second semiconductor switching element 9, the voltage applied to the second semiconductor switching element 9 has a waveform as shown in FIG. When the transistor forming the second semiconductor switching element 9 is turned off by this drive signal,
The discharge current from the second capacitor 8 is cut off. At this time, the voltage of the second capacitor 8 is equal to the voltage V
Determine 1 As described above, in the present embodiment, the capacitances of the first capacitor 10 and the second capacitor 8 are made voltage-dependent by the second capacitor 8 and the second semiconductor switching element 9. . Therefore, compared to the configuration of the first embodiment, a normal fixed-capacitance type capacitor can be used as a variable-capacity type, and the configuration can be made inexpensively. The configuration shown in FIG. 5 is a configuration in which the second capacitor 8 and the second semiconductor switching element 9 are connected in series, and the second capacitor 8 and the second semiconductor switching element 9 are connected in parallel to the first semiconductor switching element 6. There is a function that is equivalent to that described in FIG. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a first winding 12 for generating a high voltage and a second winding 13 are provided on the secondary side of the high-voltage transformer 4. The first winding 12 has a first diode 1
4, a second diode 15 is connected to the second winding 13, and a high voltage is supplied to the magnetron 7 from the first diode 14 and the second diode 15. At this time, the first winding 12 and the second winding 13
And have the same polarity. The operation of the embodiment will be described below. The configuration of the high-voltage transformer 4 used in the first and second embodiments has a leakage inductance, which causes a surge voltage on the secondary side of the high-voltage transformer 4. . That is, since the magnetron 7 has reverse blocking characteristics, when the applied voltage is in the reverse direction, the impedance becomes extremely high, and a surge voltage is generated by the leakage inductance. In this embodiment, as shown in FIG.
The first winding 12 and the second winding 12 are provided on the secondary side so as to have the same polarity.
Is provided so as to be tightly coupled, and a high voltage is supplied to the magnetron 7 via the first diode 14 and the second diode 15, so that the surge voltage can be reduced. Can be done. (Embodiment 4) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, 4
A full-wave rectifier circuit composed of a plurality of diodes is connected, and the DC high voltage obtained by the full-wave rectifier circuit is supplied to the magnetron 7. The operation of this embodiment will be described below. Although the magnetron 7 has a reverse blocking characteristic, by using the full-wave rectifier circuit 15, a voltage in one direction (negative direction) can always be applied to the magnetron 7. That is, it can be always in an oscillation state. The magnetron in the oscillating state has an impedance of 300Ω
The surge voltage does not occur due to the action of leakage inductance. As described above, according to the present embodiment, similarly to the third embodiment, the surge voltage can be reduced. (Embodiment 5) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG.
(A) is a winding voltage on the primary side of a high-voltage transformer, and this voltage is boosted and supplied to a magnetron. The winding voltage has a positive voltage V2 of about 140V and a negative voltage V3 of about 210V. Since the voltage level is different between the positive direction and the negative direction as described above, when a voltage obtained by boosting this voltage is supplied to the magnetron, the current shown in FIG. 8B flows through the magnetron. This current waveform is 0.5 A for I2 and 2 A for I3
Has a peak value of This current is a current flowing through the filament of the magnetron, and the peak value has a causal relationship with the life of the filament. The higher the peak value, the shorter the life of the magnetron. This embodiment relates to a means for reducing the peak value. The circuit configuration of this embodiment is the same as that shown in FIG. In this embodiment having the above configuration, the voltage V2 applied to the primary side of the high-voltage transformer 4 during the period when the first semiconductor switching element 6 is on, and the high-voltage transformer during the period when the first semiconductor switching element 6 is off. 4 is controlled so that the voltage V4 applied to the primary side is substantially the same. That is,
The time of the drive signal given to the second semiconductor switching element 9 is increased so that the discharge time of the second capacitor 8 is increased. As a result, the current flowing through the magnetron 9 has a balanced shape with a reduced peak value as shown in FIG. The waveform of the voltage applied to both ends on the primary side of the high-voltage transformer 4 shown in FIG. 9A is V2 = V4 as a result of executing the above control. As described above, according to the first aspect of the present invention, there is provided a magnetron drive power supply device capable of reducing the voltage applied to the magnetron by clamping the voltage of the semiconductor switching element to a certain level. It will be realized.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施例であるマグネトロン駆動
用電源装置の構成を示す回路図 【図2】各部に流れる電流の波形を示す波形図 【図3】本発明の第2の実施例であるマグネトロン駆動
用電源装置の構成を示す回路図 【図4】各部の電圧・電流の波形を示す波形図 【図5】同、別の実施例の構成を示す回路図 【図6】本発明の第3の実施例であるマグネトロン駆動
用電源装置の構成を示す回路図 【図7】本発明の第4の実施例であるマグネトロン駆動
用電源装置の構成を示す回路図 【図8】(a)高圧トランスの1次側にかかる電圧の波
形を示す波形図 (b)同、マグネトロンに流れる電流の波形を示す波形
図 【図9】(a)本発明の第5の実施例の回路構成によっ
て、高圧トランスの1次側にかかる電圧の波形を示す波
形図 (b)同、マグネトロンに流れる電流の波形を示す波形
図 【図10】従来のマグネトロン駆動用電源装置の構成を
示す回路図 【図11】(a)同、半導体スイッチング素子にかかる
電圧波形を示す波形図 (b)同、半導体スイッチング素子を流れる電流の波形
を示す波形図 【図12】同、マグネトロンの動作を示す特性図 【符号の説明】 3 共振回路 4 高圧トランス 5 コンデンサ 6 半導体スイッチング素子 7 マグネトロン 8 第2のコンデンサ 9 第2の半導体スイッチング素子 10 第1のコンデンサ 11 駆動回路 12 第1の巻線 13 第2の巻線 14 第1のダイオード 15 第2のダイオード
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a magnetron driving power supply device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a waveform diagram showing a waveform of a current flowing through each part. FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a magnetron driving power supply device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a waveform diagram showing voltage / current waveforms of various parts. FIG. 5 shows a configuration of another embodiment. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a magnetron driving power supply device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a magnetron driving power supply device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 (a) is a waveform diagram showing a waveform of a voltage applied to a primary side of a high voltage transformer, and FIG. 9 (b) is a waveform diagram showing a waveform of a current flowing through a magnetron. With the circuit configuration of the fifth embodiment, the waveform of the voltage applied to the primary side of the high-voltage transformer FIG. 10 (b) is a waveform diagram showing a waveform of a current flowing through a magnetron. FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional magnetron driving power supply device. FIG. 11 (a) is a voltage applied to a semiconductor switching element. FIG. 12 is a waveform diagram showing a waveform of a current flowing through a semiconductor switching element. FIG. 12 is a characteristic diagram showing operation of a magnetron. [Description of References] 3 Resonant circuit 4 High voltage transformer 5 Capacitor 6 Semiconductor Switching element 7 Magnetron 8 Second capacitor 9 Second semiconductor switching element 10 First capacitor 11 Drive circuit 12 First winding 13 Second winding 14 First diode 15 Second diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 英樹 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10−50471(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 6/66 - 6/68 H02M 7/48 H02M 3/28 H02M 3/335 H02M 7/537 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hideki Omori 1006 Oaza Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-10-50471 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H05B 6/66-6/68 H02M 7/48 H02M 3/28 H02M 3/335 H02M 7/537

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 マグネトロンと、前記マグネトロンに高
電圧を供給する高圧トランスと、前記高圧トランスの一
次側に接続した第1、第2のコンデンサと、前記高圧ト
ランスと第1、第2のコンデンサとで構成される共振回
路に接続した第1の半導体スイッチング素子と、前記第
2のコンデンサに直列接続された第2の半導体スイッチ
ング素子とを備え、前記第1,第2の半導体スイッチン
グ素子を交互に駆動するとともに、前記第1の半導体ス
イッチング素子に印加される電圧が所定の電圧を超える
第2の半導体スイッチング素子を駆動することによ
り、前記第1,第2のコンデンサの合計容量を前記第1
の半導体スイッチング素子に印加される電圧レベルに依
存するものとしたマグネトロン駆動用電源装置。
(57) [Claim 1] A magnetron, a high voltage transformer for supplying a high voltage to the magnetron, first and second capacitors connected to a primary side of the high voltage transformer, and the high voltage transformer A first semiconductor switching element connected to a resonance circuit composed of the first and second capacitors; and a second semiconductor switching element connected in series to the second capacitor. The second semiconductor switching elements are alternately driven, and the voltage applied to the first semiconductor switching elements exceeds a predetermined voltage
And driving the second semiconductor switching element , the total capacitance of the first and second capacitors is changed to the first capacitance.
And a magnetron driving power supply device depending on a voltage level applied to the semiconductor switching element.
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