JPH01236593A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高周波スイッチングパワー回路によりマグ
ネトロンに電力供給を行う高周波加熱装置に関するもの
である。

（従来の技術） 従来、高周波スイッチングパワー回路によりマグネトロ
ンに電力を供給する高周波加熱装置としては、例えば特
開昭６２−５５９１号公報に記載されている、第５図に
示すような構成のものが知られている。

以下、第５図に基づいて従来例を説明する。

図において、１は商用交流電源、２は整梳回路、３はコ
ンデンサで、２．３は整流−平滑回路４を構成し商用交
流電源１より直流電力を得ている。

５は１次巻線６．２次高圧巻線７を有するトランス、１
０は共振コンデンサで、６．１０は直列接続されて共振
回路を構成する。

８はスイッチング素子、９は還流ダイオードで・共振コ
ンデンサｌＯに並列接続される。

１次巻線６の他端と、共振コンデンサ１０の他端はコン
デンサ３に接続される。

以上により高周波スイッチングパワー回路か構成されて
いる。

また、１２は高圧コンデンサ、１３．１４は高圧ダイオ
ードで、１２〜１４は半波倍電圧整流回路１里を構成し
、トランス５の２次高圧巻線７に接続されて、上記スイ
ッチング素子８が導通時に高圧直流電力をマグネトロン
１５に供給する。

１６は、マグネトロン１５のカソードを加熱するヒータ
電力を供給する商用交流電源１７に接続されたピータト
ランスである。

また、スイッチング素子８にはマグネトロン１５への供
給電力を制御する加熱出力制御回路１８が接続されてい
る。

従来の高周波スイッチングパワー回路を用いた高周波加
熱装置は、−上記のように構成されており、加熱出力制
御回路１８の出力設定によりスイッチング素子８のオン
時間を変えてマグネトロン１５の加熱出力制御を行うよ
うにしていた。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の装置は、高周波スイッチングパワ
ー回路を用いることにより高周波化したが、この方式で
は、高周波スイッチングパワー回路の出力にかかわらず
、マグネトロンのヒータ電力を常に一定に保つために、
ヒータトランスを用いて商用周波数電力をヒータに与え
るようにしているため、かなり大型で重いものであり、
高周波化する目的の装置の小型化、軽購化、低コスト化
が充分実現出来ないという問題があった。

この発明は、このような問題を解消するためになされた
もので、小型、軽量、低コストの高周波加熱装置を得る
ことを目的とする。

【課題を解決するための手段〕

この発明は、従来装置におけるヒータトランスのかわり
に、高周波スイッチングパワー回路のトランスに３次低
圧巻線を設け、これに、スイッチング素子の不導通時に
、平滑コンデンサを充電する電流を制限する抵抗を有す
る全波整流−平滑回路を接続してヒータ電源とするもの
である。

〔作用〕

この構成により、高周波スイッチングパワー回路の出力
変動に伴う、トランスの３次低圧巻線における電圧変動
によるヒータ電圧の変動は一定の幅に抑えることができ
、３次低圧巻線をヒータ電源用とすることができる。

〔実施例〕

以下、この発明を実施例により説明する。

第１図は、この発明の一実施例である高周波加熱装置の
回路図である。

図中、１〜１５．１８は、第５図に示す従来の装置と同
−又は同等のものであり、説明は省略する。

トランス５には、１次ａ線６．２次高圧巻線７の他に、
３次低圧巻線１９が設けられ、これにダイオード２０〜
２３からなる全波整流回路が接続され、その出力側には
平滑コンデンサ２４が接続されて全波整流−平滑回路２
６が構成され、これにマグネトロン１５のヒータが接続
されている。

また、全波整流回路のダイオード２２と３次低圧巻線１
９の間に電流制限抵抗２５か接続されている。

次に、この実施例の動作を、この第１図の他に、第２図
に示す各部の電流、電圧波形図、第３図に示す出力−フ
ィラメント電圧相関図を参照して説明する。

第２図（ａ）は、トランス５の１次側の電圧。

電流の関係を示す。スイッチング素子８のペースエミッ
タ間に電圧■１を順方向に印加するとスイッチング素子
８はオンし、トランス５の１次さ線６に■。Ｃか加わり
、第１図に図示した様にトランス１次電流Ｉ□が流わる
。このとき、２次高圧巻線７には、■Ｎ２＝　　　ＶＤ
Ｃ（ｎ２１　ｎ＋は２ｎ■ 次、１次の巻線数）の電圧が加わり、このｖＮ２と高圧
コンデンサ１２の電圧の和の高電圧がマグネトロン１５
に印加されるため、スイッチング素子８のオン時にマグ
ネトロンは発振する。この時、流、１．ニドランス励磁
電流）であり、ＩＮ２に比例する分は２次側へ伝達され
、励磁分はそのままトランスに蓄積され、残留エネルギ
となる。

次にスイッチング素子８のベース・エミッタ間にＶＢＥ
を逆方向に印加すると、スイッチング素子８はオフし、
前記の残留エネルギのため、トランス５の１次巻線６側
からみたインダクタンスと共振コンデンサ１０とで共振
が始まり、ＶＮＩにオン時と逆極性の高い共振電圧が現
わる。

この共振電圧は、トランス５にて、更に昇圧され、ダイ
オード１３で整流されて高圧コンデンサ１２を充電する
。この時、高圧ダイオード１３が導通しているのでマグ
ネトロン１５にダイオード１４を介して零に近い電圧が
印加され、マグネトロン１５はオフする。

通常の場合、スイッチング素子８の損失を小さく抑える
ために、ＶＣａが零となった時点で、スイッチング素子
８を再オンするため、オフ時間Ｔｏｆｆは共振周期によ
り決まり、スイッチング素子のオン時間ＴＯＮを可変と
して、マグネトロンの出力を可変とする。この時、スイ
ッチング周波数このオン時間Ｔ。Ｎ可変の場合の電圧、
電流を示したのが、第２図（ｂ）である。図に示した様
に、オン時間ＴｏＮを変えると１次巻線６を流れる電流
ＩＮ＋が変わり、供給エネルギ、ｌＮｌＸＶｔ１Ｃが変
化するため、マグネトロン１５に供給されるエネルギも
変化する。ここで、第３図（’ａ）に示す様に、スイッ
チング素子８のオン時間Ｔ。Ｎと高周波出力の間には、
単調増加の関係があるため、オン時間ＴＯＮ或はスイッ
チング周波数ｆを制御する事により、高周波出力を任意
に制御できる。

また、３次低圧巻線１９にあられれる電圧は、第２図（
ｃ）に示した様に、スイッチング素子８巻線数）となり
、オン時間Ｔ。Ｎに依らず一定であり、オフの時には、
第２図（ｂ）かられかる様に、オン時間Ｔ。Ｎによって
増減する。このため、この波形をそのまま、全波整流す
ると、第２図（Ｃ）のＶｆ’の様に、オン時間ＴＯＨに
依存した電圧となるが、全波整流−平滑回路の電流制限
抵抗２５．平滑コンデンサ２４の値を適当に選ぶ事によ
り、第２図（Ｃ）のＶｆの様に、電圧の変動を一定の幅
におさえる事が可能である。

なお、上記実施例では、共振コンデンサ１０をトランス
５の１次ａ線６に直列に接続しているか、第４図に示す
ように、共振コンデンサ１０をトランス５の１次巻線６
に並列に接続しても上記実施例と同様の作用、効果を得
ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ヒータ電源を高周波
スイッチングパワー回路のトランスに設けた３次低圧巻
線から得ることが出来、装置の小型化、軽量化、低コス
ト化が可能となる。また、高周波出力か低出力でもマグ
ネトロンヒータ電圧が一定となるため、マグネトロンの
異常発振や異常電圧の発生を抑制出来るという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である高周波加熱装置の回
路図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は同装置の要部の電圧、電
流波形図、第３図（ａ）〜（ｄ）は同装置の出力−フィ
ラメント電圧相関図、第４図はこの発明の他の実施例の
回路図、第５図は従来例の回路図である。 図中、１は商用交流電源、４は整流−平滑回路、５はト
ランスで６はその１次巻線、７は２次高圧巻線、１９は
３次巻線である。 ８はスイッチング素子、９は還流ダイオード、１０は共
振コンデンサ、１１は半波倍電圧整流回路、１５はマグ
ネトロン、１８は加熱出力制御回路、２５は電流制限抵
抗、２６は全波整流−平滑回路である。 なお、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源と、トランスの１次巻線と共振コンデンサの直
   列または並列接続体からなり該直流電源に接続されてい
   る共振回路と、該共振回路を励起する還流ダイオード付
   のスイッチング素子と、該スイッチング素子を駆動する
   加熱出力制御回路と、該トランスの２次高圧巻線とこれ
   に接続された半波倍電圧整流回路と、該トランスの３次
   低圧巻線とこれに接続された全波整流−平滑回路と、該
   半数倍電圧整流回路の出力側にアノードとカソードが、
   該全波整流−平滑回路の出力側にヒータが夫々接続され
   ているマグネトロンとを、具備し、かつ該スイッチング
   素子の導通時に該マグネトロンに順方向電圧がかかるよ
   うに、該トランスの２次高圧巻線、半波倍電圧整流回路
   、マグネトロンを相互に接続し、また、該全波整流−平
   滑回路はダイオード、抵抗、平滑コンデンサを有し、該
   スイッチング素子の不導通時に該コンデンサを充電する
   電流を該抵抗で制限できるように接続したことを特徴と
   する高周波加熱装置。