JP3735490B2 - 電子レンジ - Google Patents
電子レンジ Download PDFInfo
- Publication number
- JP3735490B2 JP3735490B2 JP18501299A JP18501299A JP3735490B2 JP 3735490 B2 JP3735490 B2 JP 3735490B2 JP 18501299 A JP18501299 A JP 18501299A JP 18501299 A JP18501299 A JP 18501299A JP 3735490 B2 JP3735490 B2 JP 3735490B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transformer
- voltage
- secondary winding
- microwave oven
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
- F24C7/06—Arrangement or mounting of electric heating elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F2038/003—High frequency transformer for microwave oven
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ電源が搭載された電子レンジに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、電子レンジでは、マグネトロン駆動用インバータ電源として、“準Ｅ級”と称する一石式電圧共振形インバータ電源が用いられている。
しかしながら、この一石式電圧共振形インバータ電源は構成が簡単であるなどの利点を有するものの、直流成分が昇圧トランスに流れることから、昇圧トランスの飽和電圧を高くするために大形のものを用いる必要があり、昇圧トランスをこれ以上小形化することは困難である。
【０００３】
そこで、昇圧トランスの小形化を図ることができるハーフブリッジ形のインバータ電源を採用することが考えられている。つまり、ハーフブリッジ形のインバータ電源は、２個のスイッチング素子及び２個の共振コンデンサをハーフブリッジ接続してなり、直流成分を出力しないことから、昇圧トランスとして小形のものを使用することができるからである。
【０００４】
ところで、ハーフブリッジ式のインバータ電源を採用した場合、マグネトロン始動時（陰極がまだ十分加熱されていない状態）において昇圧トランスの二次巻線に生じる浮遊（寄生）容量との自己共振によりリンギングと呼ばれる不要共振が発生することがある。このようにリンギングが発生した場合、昇圧トランスの二次側には昇圧比以上の高圧が発生することから、昇圧トランスとして絶縁耐圧の大きなものを使用する必要がある。
【０００５】
一方、昇圧トランスの二次巻線で発生するリンギングによる高電圧を制御回路で抑制しようとすると、相対的にマグネトロン始動時の陰極加熱用電流が少なくなり、マグネトロン始動時間が長くなってしまうという問題を生じる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ハーフブリッジ形のインバータ電源を用いた構成において、昇圧トランスとして絶縁耐圧の小さなものを使用しながらマグネトロン始動時間が長くなってしまうことを防止することができる電子レンジを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２個のスイッチング素子及び２個の共振コンデンサをハーフブリッジ接続してなるスイッチング部を有したインバータ電源と、このインバータ電源からの高周波電流を一次巻線で受けて二次巻線から昇圧して出力する昇圧トランスと、この昇圧トランスにより昇圧された高圧高周波電流を整流する高圧整流部と、この高圧整流部により整流された高圧直流電圧が印加された状態で調理室にマイクロ波を照射するマグネトロンとを備えた電子レンジにおいて、前記昇圧トランスは、一次巻線及び二次巻線が並列に巻回されたボビンと、このボビンのコア挿入孔に挿入され、その挿入状態でコアギャップが二次巻線側に位置する第１の分割コア及び第２の分割コアとから構成され、前記昇圧トランスの二次巻線側の浮遊容量とインダクタンスとによる共振周波数は、前記インバータ電源のスイッチング周波数の１０倍以上であることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
このような構成によれば、インバータ電源から出力された高周波電流は、昇圧トランスの一次巻線で受けられて昇圧されて二次巻線から高圧高周波電流として出力される。このとき、昇圧トランスにおいては、第１の分割コアと第２の分割コアとのコアギャップがボビンに巻回された二次巻線側に位置しているので、二次巻線側の自己結合係数が低減し、二次巻線側の自己共振周波数が高周波側に移動している。この結果、二次巻線側の抵抗が大きくなり、昇圧トランスの二次巻線側の自己共振のＱ値が小さくなるので、自己共振によるリンギングの発生を抑制することができる。
【０００９】
従って、昇圧トランスとして絶縁耐圧の小さい小形のものを使用することができると共に、昇圧比が低下してしまうことはないので、陰極加熱用電流が低下することはなく、マグネトロンの始動時間が長くなってしまうこともない。
【００１０】
上記構成において、昇圧トランスのコアギャップは、二次巻線の略中央に対応して位置しているのが好ましい。（請求項２）。
このような構成によれば、昇圧トランスの二次巻線側の抵抗を最大とすることができるので、昇圧トランスの二次巻線側の自己共振のＱ値を大きく低下させることができ、リンギングの発生を効率よく防止することができる。
【００１３】
また、高圧整流部は２個の高圧コンデンサ及び２個の高圧ダイオードからなる両波倍電圧整流回路であることが望ましい（請求項３）。
このような構成によれば、昇圧トランスの二次側回路は正側と負側とにおいて対称動作することから、一次側回路であるハーフブリッジ形のインバータ電源の対称動作と合わせて全ての動作を対称動作とすることができる。これにより、ハーフブリッジ形のインバータ電源で使用される２個のスイッチング素子及び２個の共振コンデンサ、並びに高圧整流部で使用される２個の高圧コンデンサ及び高圧ダイオードはそれぞれ同一の素子を用いることができ、部品管理を容易に行うことができる。
【００１４】
また、昇圧トランスの二次巻線の端部のうち一次巻線側に位置する端部は、両波倍電圧整流回路を構成する直列接続された高圧コンデンサの共通接続点に接続されているのが望ましい（請求項４）。
【００１５】
このような構成によれば、一次巻線と静電結合する二次巻線は電子レンジのフレームと高周波的に接続されていることになるので、二次巻線の自己共振周波数での電圧共振エネルギーが一次側に漏れにくくなり、昇圧トランスの変換効率が低下してしまうことを防止できる。
【００１６】
また、昇圧トランスの二次巻線は、複数の単位巻線部を直列接続して形成されているのが望ましい（請求項５）。
このような構成によれば、二次巻線全体の層間電圧が低減され、等価的に静電容量が低下することになるので、高周波に対する抵抗が大きくなり、二次巻線側の自己共振のＱ値を低減して、リンギングの発生を抑制することができる。
【００１７】
また、昇圧トランスの二次巻線は、０．１ｍｍ以下の素線を８本以上寄合わせたリッツ線から形成されているのが望ましい（請求項６）。
このような構成によれば、マグネトロン始動時における二次巻線抵抗値を高めながら、インバータ電源の動作周波数（例えば５０ＫＨz ）での二次巻線抵抗値を低周波での１．２倍程度に抑制することができる。
【００１８】
つまり、昇圧トランスの二次巻線には高周波電流が流れることから、表皮効果及び近接効果による影響が顕著となるものの、素線径を小さく且つ素線数を多くすることにより、表皮効果及び近接効果による影響を回避することができる。
【００１９】
この場合、素線径を極力小さくすることは二次巻線の自己共振周波数での抵抗が大きくなり好ましいものの、一方において、動作周波数の抵抗値を小さくする必要があることから、素線の細線化はある範囲としなければならない。
【００２０】
このように動作周波数での抵抗成分と、二次巻線の自己共振周波数での抵抗値との比を確保しながら、動作周波数での損失を十分に小さくできる構成としてリッツ線は好適である。
【００２１】
また、昇圧トランスの一次巻線間若しくは一次巻線とハーフブリッジ形のインバータ電源の高圧コンデンサとの間に、抵抗及びコンデンサからなる直列回路を接続するのが望ましい（請求項７）。
【００２２】
このような構成によれば、昇圧トランスの一次巻線において、電圧波形の電圧変化率の大きい部分（ｄＶ／ｄｔの絶対値が大きい部分）の電圧変化率を抑制することができるので、一次巻線に加わる電圧波形の動作周波数に対する高調波成分を抑制することができる。これにより、二次巻線の自己共振周波数に対する振動振幅が小さくなり、二次巻線電圧波形のリンギング成分を抑制することができるので、不要な高電圧を発生することがなくなり、マグネトロンの始動を速やかに行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図２は電子レンジを斜視して示している。この図２において、キャビネット１は前面が開口する箱状をなしており、キャビネット１の内部に調理室２が設けられていると共に、キャビネット１の側方には機械室３が形成されている。
【００２４】
機械室３の底部にはプリント配線基板４が配設されており、そのプリント配線基板４に昇圧トランス５が搭載されている。
また、機械室３内には調理室２を臨む導波管６が固定されており、その導波管６を通じてマグネトロン７からのマイクロ波が調理室２に照射されるようになっている。
【００２５】
図３は電子レンジの電気的構成を概略的に示している。この図３において、プリント配線基板４には、昇圧トランス５に加えて、整流部８、インバータ制御部９、スイッチング部１０、高圧整流部１１が実装されており、インバータ制御部９及びスイッチング部１０によりインバータ電源が構成されている。
【００２６】
整流部８は、商用交流電源をダイオードブリッジ回路により全波整流してからリアクター及び平滑コンデンサ（何れも図示せず）により平滑することにより電源ライン１２，１３に直流電流を出力する。
インバータ制御部９は、所定周波数（例えば５０ＫＨz ）のスイッチング信号をスイッチング部１０に出力する。
【００２７】
スイッチング部１０は、電源ライン１２，１３間に、２個のスイッチング素子１４を直列接続した直列回路と、２個の共振コンデンサ１５を直列接続した直列回路とを並列接続すると共に、スイッチング素子１４の共通接続点と共振コンデンサ１５の共通接続点とをそれぞれ出力端子とするハーフブリッジ形に構成されている。この場合、スイッチング素子１４のコレクタとエミッタ間には図示極性のフライホイールダイオード１６が接続されている。また、スイッチング素子１４の共通接続点と電源ライン１３との間には、コンデンサ１７及び抵抗１８からなる直列回路が接続されている。
【００２８】
昇圧トランス５の一次巻線１９は、スイッチング部１０の出力端子とそれぞれ接続されている。
高圧整流部１１は、２個の高圧コンデンサ２０を直列接続した直列回路と、２個の高圧ダイオード２１を直列接続した直列回路とを並列接続した両波倍電圧整流回路として構成されており、高圧コンデンサ２０の共通接続点が昇圧トランス５の二次巻線２２の一方に接続され、高圧ダイオード２１の共通接続点が二次巻線２２の他方に接続されている。また、高圧整流部１１から高圧直流電流が出力される正側電源ライン２３はマグネトロン７の陽極７ａと接続され、負側電源ライン２４はマグネトロン７の陰極７ｂと接続されている。
【００２９】
一方、陰極加熱用二次巻線２５はマグネトロン７の陰極７ｂと接続されている。
ここで、昇圧トランス５の二次巻線２２側には浮遊容量（図３中に破線で示す）が発生していることから、その浮遊容量とインダクタンスにより昇圧トランス５の二次巻線２２側の共振周波数が決まっている。この実施例では、二次巻線２２のインダクタンスを調整することにより、浮遊容量とインダクタンスとにより決まる共振周波数をインバータ部１０のスイッチング周波数である５０ＫＨz の１０倍以上となるように設定してある。
【００３０】
次に、上記昇圧トランス５の構造について説明する。
図４は昇圧トランス５を斜視して示し、図５は昇圧トランスを分解して示している。これらの図４及び図５において、昇圧トランス５は、一次巻線１９，二次巻線２２及び陰極加熱用二次巻線２５（図４及び図５では省略）が巻回されたボビン２６、コア支持部材２７、第１の分割コア２８（図５のみに図示）、第２の分割コア２９、コアバンド３０から構成されている。
【００３１】
ボビン２６は、連結形状の一次巻線用ボビン部３１及び二次巻線用ボビン部３２（図１のみに図示）の両側に支持部３３，３４を一体化した形状をなしており、支持部３３，３４の側面にはＵ字状のコア支持部３５が形成されている。一次巻線用ボビン部３１と二次巻線用ボビン部３２との間は大仕切部３６で仕切られている。一次巻線用ボビン部３１には一次巻線１９が巻回されており、その一次巻線１９の端部が支持部３３の側面に形成された保持部（図示せず）に保持されて図示下方に突出している。
【００３２】
また、二次巻線用ボビン部３２は２個の小仕切部３７により３個の単位巻回部３２ａ（図１のみに図示）に仕切られていると共に、各単位巻回部３２ａに跨がるように１本の二次巻線２２が巻回されている。つまり、二次巻線２２は、３個の単位巻線部２２ａに分割されており、分割された単位巻線部２２ａを直列接続することにより形成されている。この二次巻線２２の一方の端部はボビン２６の大仕切部３６の底面から突出するように設けられた端子部（図示せず）と接続され、他方の端部は支持部３４の底面から突出するように設けられた端子部（図示せず）と接続されている。
【００３３】
図６は二次巻線２２をなすリッツ線３８の構造を示している。この図６において、リッツ線３８は、０．１ｍｍ以下の８本の素線（外周は絶縁されている）３８ａを寄合わせて形成されている。
【００３４】
一方、図４及び図５において、ボビン２６の支持部３４の側面にはケーブル保持部３９が形成されており、そのケーブル保持部３９に２本の陰極加熱用二次巻線２５（図４及び図５では省略）の一端がそれぞれ保持されて図示下方に突出するようになっている。この場合、保持部３９に保持された２本の陰極加熱用二次巻線２５の端部はプリント配線基板４にはんだ付けされることにより１本として接続されるようになっており、その接続状態で陰極加熱用二次巻線２５がボビン２６に形成されたコア支持部３５を囲繞するようになっている。また、陰極加熱用二次巻線２５の一端にはコネクタ（図示せず）が接続されており、マグネトロン７の陰極７ｂと接続されるようになっている。
【００３５】
コア支持部材２７は腕部２７ａを有したコ字状をなしており、その腕部２７ａがボビン２６に形成されたコア支持部３５の開口部に嵌合されることによりボビン２６に一体化されるようになっている。
【００３６】
一方、第１の分割コア２８及び第２の分割コア２９はそれぞれコ字状をなしている。これらの分割コア２８，２９の腕部２８ａ，２９ａは円柱状に形成されており、一方の分割コア２８の腕部２８ａが他方の分割コア２９の腕部２９ａよりも長く形成されている。これらの分割コア２８，２９の腕部２８ａ，２９ａはボビン２６のコア挿入孔２６ａに挿入されるもので、その挿入状態では、各分割コア２８，２９の腕部２８ａ，２９ａがコア挿入孔２６ａ内に形成されたストッパ部（図示せず）及びコア支持部材２７に形成されたストッパ部（図示せず）に当接すると共に、ボビン２６に形成されたコア支持部３５及びコア支持部材２７により位置決めされるようになっている。
【００３７】
ここで、図１は昇圧トランス５の断面を示している。この図１において、ボビン２６に挿入された第１の分割コア２８及び第２の分割コア２９はボビン２６のコア挿入孔２６ａ及びコア支持部材２７に形成された図示しないストッパ部に当接しており、その当接状態でコアギャップ４０が形成されている。この場合、コアギャップ４０は二次巻線２２の略中央に対応して位置している。
【００３８】
上述のようにして構成された昇圧トランス５は、ボビン２６の支持部３３，３４に形成されたネジ止め部４１（図４及び図５のみに図示）に対してプリント配線基板４の裏側からネジ止めすることによりプリント配線基板４に搭載されている。この場合、第１，第２の分割コア２８，２９の外側面には溝部２８ｂ，２９ｂが形成されており、その溝部２８ａ，２９ｂにコアバンド３０が嵌まり込むことにより各分割コア２８，２９がボビン２６と一体化するようになっている。また、コアバンド３０はプリント配線基板４にはんだ付けされるようになっており、そのはんだ付け状態で、昇圧トランス５がプリント配線基板４に各分割コア２８，２９が傾斜した状態で搭載されるようになっている。
【００３９】
一方、昇圧トランス５の一次巻線１９、二次巻線２２はプリント配線基板４に形成されたパターンを介して所定の電子部品と接続されている。
即ち、一次巻線１９は、プリント配線基板４にはんだ付けされることによりスイッチング部１０のスイッチング素子１４の共通接続点及び共振コンデンサ１５の共通接続点と接続されている。
【００４０】
また、二次巻線２２と接続されてボビン２６の底面から突出する端子部は、プリント配線基板４にはんだ付けされることによりパターンを介して高圧整流部１１の高圧コンデンサ２０の共通接続点及び高圧ダイオード２１の共通接続点と接続されている。
【００４１】
陰極加熱用二次巻線２５はプリント配線基板４にはんだ付けされることによりパターンを介して高圧コンデンサ２０及び高圧ダイオード２１の共通接続点と接続されている。
【００４２】
次に上記構成の作用について説明する。
商用交流電源が投入された状態でスタートスイッチが操作されると、インバータ制御部９がスイッチング部１０にスイッチング信号を出力するので、スイッチング部１０は整流部８からの直流電圧を５０ＫＨz でスイッチングする。このとき、第１のスイッチング素子１４のオン状態では、昇圧トランス５の一次巻線１９には第２の共振コンデンサ１５を通じた電流が流れると共に第１の共振コンデンサ１５が放電することに伴う電流が流れる。また、第２のスイッチング素子１４のオン状態では、昇圧トランス５の一次巻線１９には第２の共振コンデンサ１５を通じた電流が反対方向に流れると共に第１の共振コンデンサ１５が放電することに伴う電流が反対方向に流れる。
【００４３】
このようにしてスイッチング素子１４のスイッチング動作に応じて昇圧トランス５の一次巻線１９には５０ＫＨz の高周波電流が流れるので、二次巻線２２からは昇圧比に応じた高圧高周波電流が出力される。また、陰極加熱用二次巻線２５からマグネトロン７の陰極７ｂに高周波電流が出力されるので、陰極７ｂが加熱される。
【００４４】
このとき、スイッチング部１０の出力端子にはコンデンサ１７及び抵抗１８からなる直列回路が接続されているので、昇圧トランス５の一次巻線１９において電圧波形の電圧変化率の大きい部分（ｄＶ／ｄｔの絶対値が大きい部分）の電圧変化率を抑制することができる（図７参照）。
【００４５】
一方、高圧整流部１１をなす両波倍電圧整流回路は半波倍電圧整流回路を組合わせた動作を実行するもので、昇圧トランス５の二次巻線２２から昇圧比に応じて発生した高圧高周波電流を高圧コンデンサ２０の充電を利用して高めることにより高圧直流電圧を出力するようになっている。
【００４６】
そして、高圧整流部１１からマグネトロン７に高圧直流電圧が印加された状態でマグネトロン７が始動すると、マグネトロン７が発振し、マグネトロン７から調理室２内にマイクロ波が照射されるようになる。
【００４７】
ところで、昇圧トランス５の二次巻線２２には図３に破線で示すように浮遊容量が発生しているので、昇圧トランス５の二次巻線２２に発生する電圧が浮遊容量との自己共振によりリンギングと呼ばれる不要共振を発生する虞がある。
【００４８】
図８はマグネトロン始動時における昇圧用トランス５の一次側電圧と二次側電圧とを示している。尚、一次側電圧と二次側電圧との電圧レベルは異なっている。この場合、理想的には、昇圧トランス５の二次側電圧は、一次側電圧を昇圧比だけ倍した電圧（図８（ｂ）中に実線で示す）となるが、リンギングが発生したときは、二次巻線電圧はリンギング（同図（ｂ）中に破線で示す）のために本来あるべき電圧よりも高い電圧が発生し、その電圧の大きさは所定のパラメータにより決まる。つまり、リンギングの発生電圧は一次側電圧と昇圧比と自己共振のＱ値とにより決まる。これらのうち、一次側電圧と昇圧比はスイッチング動作の定常動作時の条件により決まるので、自己共振のＱ値のみが独立パラメータであり、自己共振のＱ値を制御することによりリンギングの発生電圧を抑制することが可能となる。
【００４９】
具体的には、昇圧トランス５の二次巻線２２側における自己共振のＱ値が大きいときは、図９（ｂ）に示すようにリンギングが大きいものの、自己共振のＱ値が小さくなると、同図（ｃ）に示すようにリンギングが小さくなる。従って、リンギングを小さくするには、自己共振のＱ値を小さくすることが有効であることが分る。
【００５０】
そこで、本実施例では、次のようにして昇圧トランス５の二次側における自己共振のＱ値を小さくすることによりリンギングの発生を抑制するようにした。
即ち、昇圧トランス５に着目すると、図１に示すようにボビン２６に挿入された第１，第２の分割コア２８，２９間のコアギャップ４０は二次巻線２２側に位置しているので、コアギャップ４０を一次巻線１９側に位置させた場合に比較して、二次巻線２２の自己結合係数を低減することができ、二次巻線２２の自己共振周波数が高周波側に移動するようになる。これにより、二次巻線２２の抵抗が大きくなるので、昇圧トランス５の二次巻線２２の自己共振のＱ値が小さくなり、自己共振によるリンギングの発生を効果的に抑制することができる。
【００５１】
実験では、昇圧トランス５におけるコアギャップ４０を二次巻線２２側に位置させた場合と一次巻線１９側に位置させた場合とにおいて、それぞれのコアギャップを一次巻線１９の漏洩インダクタンス（二次巻線２２を開放したときの一次巻線インダクタンス）が同じ値となるように調整した条件で、漏洩二次インダクタンスの値を１２ｍＨから１０ｍＨに小さくできることを確認した。
【００５２】
即ち、漏洩二次インダクタンスが小さくなることにより、それだけ昇圧トランス５の二次巻線２２側の共振周波数を高くできるので、相対的に自己共振のＱ値を小さくすることができるのである。
【００５３】
このような本実施例によれば、昇圧トランス５のボビン２６のコア挿入孔２６ａに挿入された第１の分割コア２８及び第２の分割コア２９のコアギャップ４０を二次巻線２２側に位置させることにより漏洩二次インダクタンスを小さくするようにしたので、昇圧トランス５の二次巻線２２側の自己共振周波数が高くなり、相対的に自己共振のＱ値を小さくすることができる。従って、マグネトロン始動時に昇圧トランス５の二次巻線２２にリンギングが発生することを抑制でき、昇圧トランス５として小形のものを用いることができる。
【００５４】
この場合、一次側電圧を調整することなく二次側に発生するリンギングを抑制するようにしたので、昇圧トランス５の昇圧比が低下してマグネトロン７の陰極加熱用電流が低下することなく実施することができるものであり、マグネトロン７の始動時間が長くなってしまうという問題を生じることもない。
【００５５】
また、第１，第２の分割コア２８，２９間のコアギャップ４０を昇圧トランス５の二次巻線２２の略中央に位置させたので、昇圧トランス５の二次巻線２２側の抵抗を最大とすることができ、リンギングの発生を最も抑制することができる。
【００５６】
また、昇圧トランス５の二次巻線２２側の浮遊容量とインダクタンスとによる共振周波数がスイッチング部１０のスイッチング周波数の１０倍以上となるように昇圧トランス５の二次巻線２２側のインダクタンスを調整するようにしたので、昇圧トランス５の二次巻線２２側の共振周波数がスイッチング部１０のスイッチング周波数から大きくずれ、上述した昇圧トランス５のコアギャップ４０の位置調整による自己共振のＱ値の低下との相乗効果により、自己共振のＱ値を大きく低下させてリンギングの発生を一層抑制することができる。
【００５７】
また、高圧整流部１１として両波倍電圧整流回路を用いるようにしたので、昇圧トランス５の二次側となる高圧整流部１１は正側、負側に対して対称に動作し、一次側回路のスイッチング部１０の対称動作と合わせて全ての動作を対称動作とすることができる。従って、ハーフブリッジ形のスイッチング部１０で使用される２個のスイッチング素子１４及び２個の共振コンデンサ１５、並びに高圧整流部１１で使用される２個の高圧コンデンサ２０及び高圧ダイオード２１はそれぞれ同一の素子を用いることができ、部品管理を容易に行うことができる。
【００５８】
また、昇圧トランス５の二次巻線２２の端部のうち一次巻線１９側に位置する端部は、高圧整流部１１をなす両波倍電圧整流回路の高圧コンデンサ２０の直列回路の共通接続点に接続するようにしたので、一次巻線１９と静電結合する二次巻線２２は電子レンジのフレームと高周波的に接続されていることになる。これにより、二次巻線２２の自己共振周波数での電圧共振エネルギーが一次側に漏れにくくなり、昇圧トランス５の変換効率が低下してしまうことを防止できる。
【００５９】
また、昇圧トランス５の二次巻線２２は、複数の単位巻線部２２ａに分割された状態で直列接続されているので、二次巻線２２全体の層間電圧が低減され、等価的に静電容量が低下することになるので、高周波に対する抵抗が大きくなり、二次巻線２２側の自己共振のＱ値を低減することができる。
【００６０】
また、昇圧トランス５の二次巻線２２は、０．１ｍｍ以下の素線を８本以上寄合わせたリッツ線であるので、動作周波数での抵抗成分と、二次巻線の自己共振周波数での抵抗値との比を確保しながら、動作周波数での損失を十分に小さくできる。
【００６１】
さらに、昇圧トランス５の一次巻線１９とハーフブリッジ形のスイッチング部１０の共振コンデンサ１５との間に、コンデンサ１７及び抵抗１８からなる直列回路を接続したので、一次巻線１９に加わる電圧波形の動作周波数に対する高調波成分を抑制することができ、二次巻線２２の自己共振周波数に対する振動振幅が小さくなり、二次巻線２２の電圧波形のリンギング成分を抑制することができる。従って、不要な高電圧を発生することがなくなり、マグネトロン７の始動を速やかに行うことができる。
【００６２】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
高圧整流部１１として半波倍電圧整流回路を用いるようにしてもよい。
コンデンサ１７及び抵抗１８からなる直列回路を昇圧トランス５の一次巻線１９間に接続するようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電子レンジによれば、昇圧トランスのコア挿入孔に挿入された第１の分割コアと第２の分割コアとの間の先端間にコアギャップを形成し且つそれらのコアギャップを二次巻線側のみに位置させると共に前記昇圧トランスの二次巻線側の浮遊容量とインダクタンスとによる共振周波数をインバータ電源のスイッチング周波数の１０倍以上とすることにより、二次巻線の自己結合係数を低減して二次巻線側の自己共振周波数を高周波側に移動させるようにしたので、ハーフブリッジ形のインバータ電源を用いた電子レンジにおいて、昇圧トランスとして絶縁耐圧の小さなものを使用しながらマグネトロン始動時間が長くなってしまうことを防止することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における昇圧トランスの断面図
【図２】扉の開放状態で示す電子レンジの斜視図
【図３】全体の電気的構成を概略的に示す電気回路図
【図４】昇圧トランスの斜視図
【図５】昇圧トランスの分解斜視図
【図６】リッツ線の構造を示す斜視図
【図７】昇圧トランスの一次側電圧を示す波形図
【図８】昇圧トランスの一次側電圧に対応した二次側電圧を示す波形図
【図９】Ｑ値が異なる状態で示す図８相当図
【符号の説明】
５は昇圧トランス、７はマグネトロン、１０はスイッチング部（インバータ電源）、１１は整流部、１４はスイッチング素子、１５は共振コンデンサ、１９は一次巻線、２０は高圧コンデンサ、２２は二次巻線、２２ａは単位巻線部、２６はボビン、２８は第１の分割コア、２９は第２の分割コア、３８はリッツ線、４０はコアギャップである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ電源が搭載された電子レンジに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、電子レンジでは、マグネトロン駆動用インバータ電源として、“準Ｅ級”と称する一石式電圧共振形インバータ電源が用いられている。
しかしながら、この一石式電圧共振形インバータ電源は構成が簡単であるなどの利点を有するものの、直流成分が昇圧トランスに流れることから、昇圧トランスの飽和電圧を高くするために大形のものを用いる必要があり、昇圧トランスをこれ以上小形化することは困難である。
【０００３】
そこで、昇圧トランスの小形化を図ることができるハーフブリッジ形のインバータ電源を採用することが考えられている。つまり、ハーフブリッジ形のインバータ電源は、２個のスイッチング素子及び２個の共振コンデンサをハーフブリッジ接続してなり、直流成分を出力しないことから、昇圧トランスとして小形のものを使用することができるからである。
【０００４】
ところで、ハーフブリッジ式のインバータ電源を採用した場合、マグネトロン始動時（陰極がまだ十分加熱されていない状態）において昇圧トランスの二次巻線に生じる浮遊（寄生）容量との自己共振によりリンギングと呼ばれる不要共振が発生することがある。このようにリンギングが発生した場合、昇圧トランスの二次側には昇圧比以上の高圧が発生することから、昇圧トランスとして絶縁耐圧の大きなものを使用する必要がある。
【０００５】
一方、昇圧トランスの二次巻線で発生するリンギングによる高電圧を制御回路で抑制しようとすると、相対的にマグネトロン始動時の陰極加熱用電流が少なくなり、マグネトロン始動時間が長くなってしまうという問題を生じる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ハーフブリッジ形のインバータ電源を用いた構成において、昇圧トランスとして絶縁耐圧の小さなものを使用しながらマグネトロン始動時間が長くなってしまうことを防止することができる電子レンジを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２個のスイッチング素子及び２個の共振コンデンサをハーフブリッジ接続してなるスイッチング部を有したインバータ電源と、このインバータ電源からの高周波電流を一次巻線で受けて二次巻線から昇圧して出力する昇圧トランスと、この昇圧トランスにより昇圧された高圧高周波電流を整流する高圧整流部と、この高圧整流部により整流された高圧直流電圧が印加された状態で調理室にマイクロ波を照射するマグネトロンとを備えた電子レンジにおいて、前記昇圧トランスは、一次巻線及び二次巻線が並列に巻回されたボビンと、このボビンのコア挿入孔に挿入され、その挿入状態でコアギャップが二次巻線側に位置する第１の分割コア及び第２の分割コアとから構成され、前記昇圧トランスの二次巻線側の浮遊容量とインダクタンスとによる共振周波数は、前記インバータ電源のスイッチング周波数の１０倍以上であることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
このような構成によれば、インバータ電源から出力された高周波電流は、昇圧トランスの一次巻線で受けられて昇圧されて二次巻線から高圧高周波電流として出力される。このとき、昇圧トランスにおいては、第１の分割コアと第２の分割コアとのコアギャップがボビンに巻回された二次巻線側に位置しているので、二次巻線側の自己結合係数が低減し、二次巻線側の自己共振周波数が高周波側に移動している。この結果、二次巻線側の抵抗が大きくなり、昇圧トランスの二次巻線側の自己共振のＱ値が小さくなるので、自己共振によるリンギングの発生を抑制することができる。
【０００９】
従って、昇圧トランスとして絶縁耐圧の小さい小形のものを使用することができると共に、昇圧比が低下してしまうことはないので、陰極加熱用電流が低下することはなく、マグネトロンの始動時間が長くなってしまうこともない。
【００１０】
上記構成において、昇圧トランスのコアギャップは、二次巻線の略中央に対応して位置しているのが好ましい。（請求項２）。
このような構成によれば、昇圧トランスの二次巻線側の抵抗を最大とすることができるので、昇圧トランスの二次巻線側の自己共振のＱ値を大きく低下させることができ、リンギングの発生を効率よく防止することができる。
【００１３】
また、高圧整流部は２個の高圧コンデンサ及び２個の高圧ダイオードからなる両波倍電圧整流回路であることが望ましい（請求項３）。
このような構成によれば、昇圧トランスの二次側回路は正側と負側とにおいて対称動作することから、一次側回路であるハーフブリッジ形のインバータ電源の対称動作と合わせて全ての動作を対称動作とすることができる。これにより、ハーフブリッジ形のインバータ電源で使用される２個のスイッチング素子及び２個の共振コンデンサ、並びに高圧整流部で使用される２個の高圧コンデンサ及び高圧ダイオードはそれぞれ同一の素子を用いることができ、部品管理を容易に行うことができる。
【００１４】
また、昇圧トランスの二次巻線の端部のうち一次巻線側に位置する端部は、両波倍電圧整流回路を構成する直列接続された高圧コンデンサの共通接続点に接続されているのが望ましい（請求項４）。
【００１５】
このような構成によれば、一次巻線と静電結合する二次巻線は電子レンジのフレームと高周波的に接続されていることになるので、二次巻線の自己共振周波数での電圧共振エネルギーが一次側に漏れにくくなり、昇圧トランスの変換効率が低下してしまうことを防止できる。
【００１６】
また、昇圧トランスの二次巻線は、複数の単位巻線部を直列接続して形成されているのが望ましい（請求項５）。
このような構成によれば、二次巻線全体の層間電圧が低減され、等価的に静電容量が低下することになるので、高周波に対する抵抗が大きくなり、二次巻線側の自己共振のＱ値を低減して、リンギングの発生を抑制することができる。
【００１７】
また、昇圧トランスの二次巻線は、０．１ｍｍ以下の素線を８本以上寄合わせたリッツ線から形成されているのが望ましい（請求項６）。
このような構成によれば、マグネトロン始動時における二次巻線抵抗値を高めながら、インバータ電源の動作周波数（例えば５０ＫＨz ）での二次巻線抵抗値を低周波での１．２倍程度に抑制することができる。
【００１８】
つまり、昇圧トランスの二次巻線には高周波電流が流れることから、表皮効果及び近接効果による影響が顕著となるものの、素線径を小さく且つ素線数を多くすることにより、表皮効果及び近接効果による影響を回避することができる。
【００１９】
この場合、素線径を極力小さくすることは二次巻線の自己共振周波数での抵抗が大きくなり好ましいものの、一方において、動作周波数の抵抗値を小さくする必要があることから、素線の細線化はある範囲としなければならない。
【００２０】
このように動作周波数での抵抗成分と、二次巻線の自己共振周波数での抵抗値との比を確保しながら、動作周波数での損失を十分に小さくできる構成としてリッツ線は好適である。
【００２１】
また、昇圧トランスの一次巻線間若しくは一次巻線とハーフブリッジ形のインバータ電源の高圧コンデンサとの間に、抵抗及びコンデンサからなる直列回路を接続するのが望ましい（請求項７）。
【００２２】
このような構成によれば、昇圧トランスの一次巻線において、電圧波形の電圧変化率の大きい部分（ｄＶ／ｄｔの絶対値が大きい部分）の電圧変化率を抑制することができるので、一次巻線に加わる電圧波形の動作周波数に対する高調波成分を抑制することができる。これにより、二次巻線の自己共振周波数に対する振動振幅が小さくなり、二次巻線電圧波形のリンギング成分を抑制することができるので、不要な高電圧を発生することがなくなり、マグネトロンの始動を速やかに行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図２は電子レンジを斜視して示している。この図２において、キャビネット１は前面が開口する箱状をなしており、キャビネット１の内部に調理室２が設けられていると共に、キャビネット１の側方には機械室３が形成されている。
【００２４】
機械室３の底部にはプリント配線基板４が配設されており、そのプリント配線基板４に昇圧トランス５が搭載されている。
また、機械室３内には調理室２を臨む導波管６が固定されており、その導波管６を通じてマグネトロン７からのマイクロ波が調理室２に照射されるようになっている。
【００２５】
図３は電子レンジの電気的構成を概略的に示している。この図３において、プリント配線基板４には、昇圧トランス５に加えて、整流部８、インバータ制御部９、スイッチング部１０、高圧整流部１１が実装されており、インバータ制御部９及びスイッチング部１０によりインバータ電源が構成されている。
【００２６】
整流部８は、商用交流電源をダイオードブリッジ回路により全波整流してからリアクター及び平滑コンデンサ（何れも図示せず）により平滑することにより電源ライン１２，１３に直流電流を出力する。
インバータ制御部９は、所定周波数（例えば５０ＫＨz ）のスイッチング信号をスイッチング部１０に出力する。
【００２７】
スイッチング部１０は、電源ライン１２，１３間に、２個のスイッチング素子１４を直列接続した直列回路と、２個の共振コンデンサ１５を直列接続した直列回路とを並列接続すると共に、スイッチング素子１４の共通接続点と共振コンデンサ１５の共通接続点とをそれぞれ出力端子とするハーフブリッジ形に構成されている。この場合、スイッチング素子１４のコレクタとエミッタ間には図示極性のフライホイールダイオード１６が接続されている。また、スイッチング素子１４の共通接続点と電源ライン１３との間には、コンデンサ１７及び抵抗１８からなる直列回路が接続されている。
【００２８】
昇圧トランス５の一次巻線１９は、スイッチング部１０の出力端子とそれぞれ接続されている。
高圧整流部１１は、２個の高圧コンデンサ２０を直列接続した直列回路と、２個の高圧ダイオード２１を直列接続した直列回路とを並列接続した両波倍電圧整流回路として構成されており、高圧コンデンサ２０の共通接続点が昇圧トランス５の二次巻線２２の一方に接続され、高圧ダイオード２１の共通接続点が二次巻線２２の他方に接続されている。また、高圧整流部１１から高圧直流電流が出力される正側電源ライン２３はマグネトロン７の陽極７ａと接続され、負側電源ライン２４はマグネトロン７の陰極７ｂと接続されている。
【００２９】
一方、陰極加熱用二次巻線２５はマグネトロン７の陰極７ｂと接続されている。
ここで、昇圧トランス５の二次巻線２２側には浮遊容量（図３中に破線で示す）が発生していることから、その浮遊容量とインダクタンスにより昇圧トランス５の二次巻線２２側の共振周波数が決まっている。この実施例では、二次巻線２２のインダクタンスを調整することにより、浮遊容量とインダクタンスとにより決まる共振周波数をインバータ部１０のスイッチング周波数である５０ＫＨz の１０倍以上となるように設定してある。
【００３０】
次に、上記昇圧トランス５の構造について説明する。
図４は昇圧トランス５を斜視して示し、図５は昇圧トランスを分解して示している。これらの図４及び図５において、昇圧トランス５は、一次巻線１９，二次巻線２２及び陰極加熱用二次巻線２５（図４及び図５では省略）が巻回されたボビン２６、コア支持部材２７、第１の分割コア２８（図５のみに図示）、第２の分割コア２９、コアバンド３０から構成されている。
【００３１】
ボビン２６は、連結形状の一次巻線用ボビン部３１及び二次巻線用ボビン部３２（図１のみに図示）の両側に支持部３３，３４を一体化した形状をなしており、支持部３３，３４の側面にはＵ字状のコア支持部３５が形成されている。一次巻線用ボビン部３１と二次巻線用ボビン部３２との間は大仕切部３６で仕切られている。一次巻線用ボビン部３１には一次巻線１９が巻回されており、その一次巻線１９の端部が支持部３３の側面に形成された保持部（図示せず）に保持されて図示下方に突出している。
【００３２】
また、二次巻線用ボビン部３２は２個の小仕切部３７により３個の単位巻回部３２ａ（図１のみに図示）に仕切られていると共に、各単位巻回部３２ａに跨がるように１本の二次巻線２２が巻回されている。つまり、二次巻線２２は、３個の単位巻線部２２ａに分割されており、分割された単位巻線部２２ａを直列接続することにより形成されている。この二次巻線２２の一方の端部はボビン２６の大仕切部３６の底面から突出するように設けられた端子部（図示せず）と接続され、他方の端部は支持部３４の底面から突出するように設けられた端子部（図示せず）と接続されている。
【００３３】
図６は二次巻線２２をなすリッツ線３８の構造を示している。この図６において、リッツ線３８は、０．１ｍｍ以下の８本の素線（外周は絶縁されている）３８ａを寄合わせて形成されている。
【００３４】
一方、図４及び図５において、ボビン２６の支持部３４の側面にはケーブル保持部３９が形成されており、そのケーブル保持部３９に２本の陰極加熱用二次巻線２５（図４及び図５では省略）の一端がそれぞれ保持されて図示下方に突出するようになっている。この場合、保持部３９に保持された２本の陰極加熱用二次巻線２５の端部はプリント配線基板４にはんだ付けされることにより１本として接続されるようになっており、その接続状態で陰極加熱用二次巻線２５がボビン２６に形成されたコア支持部３５を囲繞するようになっている。また、陰極加熱用二次巻線２５の一端にはコネクタ（図示せず）が接続されており、マグネトロン７の陰極７ｂと接続されるようになっている。
【００３５】
コア支持部材２７は腕部２７ａを有したコ字状をなしており、その腕部２７ａがボビン２６に形成されたコア支持部３５の開口部に嵌合されることによりボビン２６に一体化されるようになっている。
【００３６】
一方、第１の分割コア２８及び第２の分割コア２９はそれぞれコ字状をなしている。これらの分割コア２８，２９の腕部２８ａ，２９ａは円柱状に形成されており、一方の分割コア２８の腕部２８ａが他方の分割コア２９の腕部２９ａよりも長く形成されている。これらの分割コア２８，２９の腕部２８ａ，２９ａはボビン２６のコア挿入孔２６ａに挿入されるもので、その挿入状態では、各分割コア２８，２９の腕部２８ａ，２９ａがコア挿入孔２６ａ内に形成されたストッパ部（図示せず）及びコア支持部材２７に形成されたストッパ部（図示せず）に当接すると共に、ボビン２６に形成されたコア支持部３５及びコア支持部材２７により位置決めされるようになっている。
【００３７】
ここで、図１は昇圧トランス５の断面を示している。この図１において、ボビン２６に挿入された第１の分割コア２８及び第２の分割コア２９はボビン２６のコア挿入孔２６ａ及びコア支持部材２７に形成された図示しないストッパ部に当接しており、その当接状態でコアギャップ４０が形成されている。この場合、コアギャップ４０は二次巻線２２の略中央に対応して位置している。
【００３８】
上述のようにして構成された昇圧トランス５は、ボビン２６の支持部３３，３４に形成されたネジ止め部４１（図４及び図５のみに図示）に対してプリント配線基板４の裏側からネジ止めすることによりプリント配線基板４に搭載されている。この場合、第１，第２の分割コア２８，２９の外側面には溝部２８ｂ，２９ｂが形成されており、その溝部２８ａ，２９ｂにコアバンド３０が嵌まり込むことにより各分割コア２８，２９がボビン２６と一体化するようになっている。また、コアバンド３０はプリント配線基板４にはんだ付けされるようになっており、そのはんだ付け状態で、昇圧トランス５がプリント配線基板４に各分割コア２８，２９が傾斜した状態で搭載されるようになっている。
【００３９】
一方、昇圧トランス５の一次巻線１９、二次巻線２２はプリント配線基板４に形成されたパターンを介して所定の電子部品と接続されている。
即ち、一次巻線１９は、プリント配線基板４にはんだ付けされることによりスイッチング部１０のスイッチング素子１４の共通接続点及び共振コンデンサ１５の共通接続点と接続されている。
【００４０】
また、二次巻線２２と接続されてボビン２６の底面から突出する端子部は、プリント配線基板４にはんだ付けされることによりパターンを介して高圧整流部１１の高圧コンデンサ２０の共通接続点及び高圧ダイオード２１の共通接続点と接続されている。
【００４１】
陰極加熱用二次巻線２５はプリント配線基板４にはんだ付けされることによりパターンを介して高圧コンデンサ２０及び高圧ダイオード２１の共通接続点と接続されている。
【００４２】
次に上記構成の作用について説明する。
商用交流電源が投入された状態でスタートスイッチが操作されると、インバータ制御部９がスイッチング部１０にスイッチング信号を出力するので、スイッチング部１０は整流部８からの直流電圧を５０ＫＨz でスイッチングする。このとき、第１のスイッチング素子１４のオン状態では、昇圧トランス５の一次巻線１９には第２の共振コンデンサ１５を通じた電流が流れると共に第１の共振コンデンサ１５が放電することに伴う電流が流れる。また、第２のスイッチング素子１４のオン状態では、昇圧トランス５の一次巻線１９には第２の共振コンデンサ１５を通じた電流が反対方向に流れると共に第１の共振コンデンサ１５が放電することに伴う電流が反対方向に流れる。
【００４３】
このようにしてスイッチング素子１４のスイッチング動作に応じて昇圧トランス５の一次巻線１９には５０ＫＨz の高周波電流が流れるので、二次巻線２２からは昇圧比に応じた高圧高周波電流が出力される。また、陰極加熱用二次巻線２５からマグネトロン７の陰極７ｂに高周波電流が出力されるので、陰極７ｂが加熱される。
【００４４】
このとき、スイッチング部１０の出力端子にはコンデンサ１７及び抵抗１８からなる直列回路が接続されているので、昇圧トランス５の一次巻線１９において電圧波形の電圧変化率の大きい部分（ｄＶ／ｄｔの絶対値が大きい部分）の電圧変化率を抑制することができる（図７参照）。
【００４５】
一方、高圧整流部１１をなす両波倍電圧整流回路は半波倍電圧整流回路を組合わせた動作を実行するもので、昇圧トランス５の二次巻線２２から昇圧比に応じて発生した高圧高周波電流を高圧コンデンサ２０の充電を利用して高めることにより高圧直流電圧を出力するようになっている。
【００４６】
そして、高圧整流部１１からマグネトロン７に高圧直流電圧が印加された状態でマグネトロン７が始動すると、マグネトロン７が発振し、マグネトロン７から調理室２内にマイクロ波が照射されるようになる。
【００４７】
ところで、昇圧トランス５の二次巻線２２には図３に破線で示すように浮遊容量が発生しているので、昇圧トランス５の二次巻線２２に発生する電圧が浮遊容量との自己共振によりリンギングと呼ばれる不要共振を発生する虞がある。
【００４８】
図８はマグネトロン始動時における昇圧用トランス５の一次側電圧と二次側電圧とを示している。尚、一次側電圧と二次側電圧との電圧レベルは異なっている。この場合、理想的には、昇圧トランス５の二次側電圧は、一次側電圧を昇圧比だけ倍した電圧（図８（ｂ）中に実線で示す）となるが、リンギングが発生したときは、二次巻線電圧はリンギング（同図（ｂ）中に破線で示す）のために本来あるべき電圧よりも高い電圧が発生し、その電圧の大きさは所定のパラメータにより決まる。つまり、リンギングの発生電圧は一次側電圧と昇圧比と自己共振のＱ値とにより決まる。これらのうち、一次側電圧と昇圧比はスイッチング動作の定常動作時の条件により決まるので、自己共振のＱ値のみが独立パラメータであり、自己共振のＱ値を制御することによりリンギングの発生電圧を抑制することが可能となる。
【００４９】
具体的には、昇圧トランス５の二次巻線２２側における自己共振のＱ値が大きいときは、図９（ｂ）に示すようにリンギングが大きいものの、自己共振のＱ値が小さくなると、同図（ｃ）に示すようにリンギングが小さくなる。従って、リンギングを小さくするには、自己共振のＱ値を小さくすることが有効であることが分る。
【００５０】
そこで、本実施例では、次のようにして昇圧トランス５の二次側における自己共振のＱ値を小さくすることによりリンギングの発生を抑制するようにした。
即ち、昇圧トランス５に着目すると、図１に示すようにボビン２６に挿入された第１，第２の分割コア２８，２９間のコアギャップ４０は二次巻線２２側に位置しているので、コアギャップ４０を一次巻線１９側に位置させた場合に比較して、二次巻線２２の自己結合係数を低減することができ、二次巻線２２の自己共振周波数が高周波側に移動するようになる。これにより、二次巻線２２の抵抗が大きくなるので、昇圧トランス５の二次巻線２２の自己共振のＱ値が小さくなり、自己共振によるリンギングの発生を効果的に抑制することができる。
【００５１】
実験では、昇圧トランス５におけるコアギャップ４０を二次巻線２２側に位置させた場合と一次巻線１９側に位置させた場合とにおいて、それぞれのコアギャップを一次巻線１９の漏洩インダクタンス（二次巻線２２を開放したときの一次巻線インダクタンス）が同じ値となるように調整した条件で、漏洩二次インダクタンスの値を１２ｍＨから１０ｍＨに小さくできることを確認した。
【００５２】
即ち、漏洩二次インダクタンスが小さくなることにより、それだけ昇圧トランス５の二次巻線２２側の共振周波数を高くできるので、相対的に自己共振のＱ値を小さくすることができるのである。
【００５３】
このような本実施例によれば、昇圧トランス５のボビン２６のコア挿入孔２６ａに挿入された第１の分割コア２８及び第２の分割コア２９のコアギャップ４０を二次巻線２２側に位置させることにより漏洩二次インダクタンスを小さくするようにしたので、昇圧トランス５の二次巻線２２側の自己共振周波数が高くなり、相対的に自己共振のＱ値を小さくすることができる。従って、マグネトロン始動時に昇圧トランス５の二次巻線２２にリンギングが発生することを抑制でき、昇圧トランス５として小形のものを用いることができる。
【００５４】
この場合、一次側電圧を調整することなく二次側に発生するリンギングを抑制するようにしたので、昇圧トランス５の昇圧比が低下してマグネトロン７の陰極加熱用電流が低下することなく実施することができるものであり、マグネトロン７の始動時間が長くなってしまうという問題を生じることもない。
【００５５】
また、第１，第２の分割コア２８，２９間のコアギャップ４０を昇圧トランス５の二次巻線２２の略中央に位置させたので、昇圧トランス５の二次巻線２２側の抵抗を最大とすることができ、リンギングの発生を最も抑制することができる。
【００５６】
また、昇圧トランス５の二次巻線２２側の浮遊容量とインダクタンスとによる共振周波数がスイッチング部１０のスイッチング周波数の１０倍以上となるように昇圧トランス５の二次巻線２２側のインダクタンスを調整するようにしたので、昇圧トランス５の二次巻線２２側の共振周波数がスイッチング部１０のスイッチング周波数から大きくずれ、上述した昇圧トランス５のコアギャップ４０の位置調整による自己共振のＱ値の低下との相乗効果により、自己共振のＱ値を大きく低下させてリンギングの発生を一層抑制することができる。
【００５７】
また、高圧整流部１１として両波倍電圧整流回路を用いるようにしたので、昇圧トランス５の二次側となる高圧整流部１１は正側、負側に対して対称に動作し、一次側回路のスイッチング部１０の対称動作と合わせて全ての動作を対称動作とすることができる。従って、ハーフブリッジ形のスイッチング部１０で使用される２個のスイッチング素子１４及び２個の共振コンデンサ１５、並びに高圧整流部１１で使用される２個の高圧コンデンサ２０及び高圧ダイオード２１はそれぞれ同一の素子を用いることができ、部品管理を容易に行うことができる。
【００５８】
また、昇圧トランス５の二次巻線２２の端部のうち一次巻線１９側に位置する端部は、高圧整流部１１をなす両波倍電圧整流回路の高圧コンデンサ２０の直列回路の共通接続点に接続するようにしたので、一次巻線１９と静電結合する二次巻線２２は電子レンジのフレームと高周波的に接続されていることになる。これにより、二次巻線２２の自己共振周波数での電圧共振エネルギーが一次側に漏れにくくなり、昇圧トランス５の変換効率が低下してしまうことを防止できる。
【００５９】
また、昇圧トランス５の二次巻線２２は、複数の単位巻線部２２ａに分割された状態で直列接続されているので、二次巻線２２全体の層間電圧が低減され、等価的に静電容量が低下することになるので、高周波に対する抵抗が大きくなり、二次巻線２２側の自己共振のＱ値を低減することができる。
【００６０】
また、昇圧トランス５の二次巻線２２は、０．１ｍｍ以下の素線を８本以上寄合わせたリッツ線であるので、動作周波数での抵抗成分と、二次巻線の自己共振周波数での抵抗値との比を確保しながら、動作周波数での損失を十分に小さくできる。
【００６１】
さらに、昇圧トランス５の一次巻線１９とハーフブリッジ形のスイッチング部１０の共振コンデンサ１５との間に、コンデンサ１７及び抵抗１８からなる直列回路を接続したので、一次巻線１９に加わる電圧波形の動作周波数に対する高調波成分を抑制することができ、二次巻線２２の自己共振周波数に対する振動振幅が小さくなり、二次巻線２２の電圧波形のリンギング成分を抑制することができる。従って、不要な高電圧を発生することがなくなり、マグネトロン７の始動を速やかに行うことができる。
【００６２】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
高圧整流部１１として半波倍電圧整流回路を用いるようにしてもよい。
コンデンサ１７及び抵抗１８からなる直列回路を昇圧トランス５の一次巻線１９間に接続するようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電子レンジによれば、昇圧トランスのコア挿入孔に挿入された第１の分割コアと第２の分割コアとの間の先端間にコアギャップを形成し且つそれらのコアギャップを二次巻線側のみに位置させると共に前記昇圧トランスの二次巻線側の浮遊容量とインダクタンスとによる共振周波数をインバータ電源のスイッチング周波数の１０倍以上とすることにより、二次巻線の自己結合係数を低減して二次巻線側の自己共振周波数を高周波側に移動させるようにしたので、ハーフブリッジ形のインバータ電源を用いた電子レンジにおいて、昇圧トランスとして絶縁耐圧の小さなものを使用しながらマグネトロン始動時間が長くなってしまうことを防止することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における昇圧トランスの断面図
【図２】扉の開放状態で示す電子レンジの斜視図
【図３】全体の電気的構成を概略的に示す電気回路図
【図４】昇圧トランスの斜視図
【図５】昇圧トランスの分解斜視図
【図６】リッツ線の構造を示す斜視図
【図７】昇圧トランスの一次側電圧を示す波形図
【図８】昇圧トランスの一次側電圧に対応した二次側電圧を示す波形図
【図９】Ｑ値が異なる状態で示す図８相当図
【符号の説明】
５は昇圧トランス、７はマグネトロン、１０はスイッチング部（インバータ電源）、１１は整流部、１４はスイッチング素子、１５は共振コンデンサ、１９は一次巻線、２０は高圧コンデンサ、２２は二次巻線、２２ａは単位巻線部、２６はボビン、２８は第１の分割コア、２９は第２の分割コア、３８はリッツ線、４０はコアギャップである。
Claims (7)
- ２個のスイッチング素子及び２個の共振コンデンサをハーフブリッジ接続してなるスイッチング部を有したインバータ電源と、このインバータ電源からの高周波電流を一次巻線で受けて二次巻線から昇圧して出力する昇圧トランスと、この昇圧トランスにより昇圧された高圧高周波電流を整流する高圧整流部と、この高圧整流部により整流された高圧直流電圧が印加された状態で調理室にマイクロ波を照射するマグネトロンとを備えた電子レンジにおいて、
前記昇圧トランスは、一次巻線及び二次巻線が並列に巻回されたボビンと、このボビンのコア挿入孔に挿入され、その挿入状態で先端間にコアギャップを形成し且つそれらのコアギャップが二次巻線側のみに位置する第１の分割コア及び第２の分割コアとから構成され、
前記昇圧トランスの二次巻線側の浮遊容量とインダクタンスとによる共振周波数は、前記インバータ電源のスイッチング周波数の１０倍以上であることを特徴とする電子レンジ。 - 昇圧トランスのコアギャップは、二次巻線の略中央に対応して位置していることを特徴とする請求項１記載の電子レンジ。
- 高圧整流部は、２個の高圧コンデンサ及び２個の高圧ダイオードからなる両波倍電圧整流回路であることを特徴とする請求項１または２記載の電子レンジ。
- 昇圧トランスの二次巻線の端部のうち一次巻線側に位置する端部は、両波倍電圧整流回路を構成する直列接続された高圧コンデンサの共通接続点に接続されていることを特徴とする請求項３記載の電子レンジ。
- 昇圧トランスの二次巻線は、複数の単位巻線部を直列接続して形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電子レンジ。
- 昇圧トランスの二次巻線は、０．１ｍｍ以下の素線を８本以上寄合わせたリッツ線から形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電子レンジ。
- 昇圧トランスの一次巻線間若しくは一次巻線とハーフブリッジ形のインバータ電源の共振コンデンサとの間に、抵抗及びコンデンサからなる直列回路を接続したことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の電子レンジ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18501299A JP3735490B2 (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 電子レンジ |
| TW089104854A TW438952B (en) | 1999-06-30 | 2000-03-16 | Microwave oven |
| CNB001081691A CN1163697C (zh) | 1999-06-30 | 2000-04-27 | 微波炉 |
| KR10-2000-0023690A KR100375849B1 (ko) | 1999-06-30 | 2000-05-03 | 전자렌지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18501299A JP3735490B2 (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 電子レンジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001015259A JP2001015259A (ja) | 2001-01-19 |
| JP3735490B2 true JP3735490B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
ID=16163236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18501299A Expired - Lifetime JP3735490B2 (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 電子レンジ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3735490B2 (ja) |
| KR (1) | KR100375849B1 (ja) |
| CN (1) | CN1163697C (ja) |
| TW (1) | TW438952B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004111528A (ja) | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マグネトロン駆動用昇圧トランス |
| JP6018763B2 (ja) * | 2012-02-21 | 2016-11-02 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | リアクトル |
| JP6675260B2 (ja) * | 2016-04-27 | 2020-04-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 変圧器、プラズマ処理装置、及び、プラズマ処理方法 |
| CN106533184A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-03-22 | 广东美的厨房电器制造有限公司 | 变频器及微波炉 |
| CN109065336A (zh) * | 2018-09-20 | 2018-12-21 | 广东尚研电子科技有限公司 | 一种微波变频电源的变压装置及其制造方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2608348B1 (fr) * | 1986-12-10 | 1993-11-12 | Electricite De France | Appareil electrique de cuisson par induction a emission d'harmoniques reduite |
| KR890010948A (ko) * | 1987-12-07 | 1989-08-11 | 서주인 | 리즈선에 의한 고주파 트랜스 |
| JP2674107B2 (ja) * | 1988-06-28 | 1997-11-12 | 松下電器産業株式会社 | 高圧トランス |
| JPH02306577A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波加熱装置 |
| JP2691626B2 (ja) * | 1990-01-16 | 1997-12-17 | 株式会社ユタカ電機製作所 | 高周波加熱装置用スイッチング電源 |
| JPH0513247A (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波加熱装置 |
| JPH065187U (ja) * | 1992-06-23 | 1994-01-21 | 株式会社日立ホームテック | 高周波加熱装置 |
| JPH0662571A (ja) * | 1992-08-03 | 1994-03-04 | Yamaha Corp | スイッチング電源回路 |
| KR950002532A (ko) * | 1993-06-15 | 1995-01-04 | 배순훈 | 전자레인지의 레벨가변 출력회로 |
| JPH08124760A (ja) * | 1994-10-26 | 1996-05-17 | Matsushita Electric Works Ltd | 電磁装置 |
| JPH09163734A (ja) * | 1995-12-07 | 1997-06-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源回路 |
| KR19980065544A (ko) * | 1997-01-11 | 1998-10-15 | 김광호 | 전자레인지의 고압변압기 |
| JPH10261532A (ja) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 小型インバータ電源用高圧トランス |
| JPH10261524A (ja) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高圧トランス |
| JPH11168015A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-22 | Toshiba Tec Corp | トランス |
-
1999
- 1999-06-30 JP JP18501299A patent/JP3735490B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-03-16 TW TW089104854A patent/TW438952B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-04-27 CN CNB001081691A patent/CN1163697C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-03 KR KR10-2000-0023690A patent/KR100375849B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010007038A (ko) | 2001-01-26 |
| JP2001015259A (ja) | 2001-01-19 |
| KR100375849B1 (ko) | 2003-03-15 |
| CN1163697C (zh) | 2004-08-25 |
| TW438952B (en) | 2001-06-07 |
| CN1279377A (zh) | 2001-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100625785B1 (ko) | 마그네트론 구동용 승압 변압기 및 마그네트론 구동용전원의 변압기 | |
| JPH08168249A (ja) | 電流共振形スイッチング電源回路 | |
| JP3735490B2 (ja) | 電子レンジ | |
| US4812960A (en) | Power feeding apparatus | |
| US7113068B2 (en) | Winding structure of inductor used in power factor correction circuit | |
| JP3909407B2 (ja) | 電気絶縁型スイッチング素子駆動回路 | |
| JP2000357617A (ja) | マグネトロン駆動用電源のトランス | |
| JPH11299238A (ja) | 高圧電源回路 | |
| JPH09115454A (ja) | マグネトロン駆動用電源装置 | |
| JP3436226B2 (ja) | マグネトロン駆動用昇圧トランス装置 | |
| JPH0630559A (ja) | 共振形スイッチング電源 | |
| JP3259337B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH04338615A (ja) | インバータトランス | |
| JP2697167B2 (ja) | 高周波加熱装置 | |
| JPH0223108Y2 (ja) | ||
| JPH08149816A (ja) | スイッチング電源回路 | |
| JPH08103076A (ja) | スイッチング電源回路 | |
| JPH04206495A (ja) | 高周波加熱装置 | |
| JPH08149814A (ja) | 電流共振形スイッチング電源回路 | |
| JPS6297290A (ja) | 電子レンジ用電源装置 | |
| JPS63178482A (ja) | 高周波加熱装置 | |
| JPH08115828A (ja) | マグネトロン駆動用電源 | |
| TH49008A (th) | เตาอบไมโครเวฟที่มีแหล่งจ่ายกำลังที่ควบคุมอินเวอร์เตอร์และหม้อแปลงแรงกระแสไฟให้สูงขึ้น | |
| JPS63991A (ja) | 高周波加熱装置 | |
| JPH0644513B2 (ja) | 高周波発生装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040406 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040604 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050426 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050621 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050712 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051018 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051024 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3735490 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081028 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091028 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091028 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101028 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111028 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111028 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121028 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121028 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131028 Year of fee payment: 8 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |