JPH02306577A - High frequency heating device - Google Patents

High frequency heating device

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Publication number
JPH02306577A
JPH02306577A JP12691189A JP12691189A JPH02306577A JP H02306577 A JPH02306577 A JP H02306577A JP 12691189 A JP12691189 A JP 12691189A JP 12691189 A JP12691189 A JP 12691189A JP H02306577 A JPH02306577 A JP H02306577A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transformer
shielding portion
power
circuit
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP12691189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoyoshi Maehara
前原 直芳
Daisuke Betsusou
大介 別荘
Takahiro Matsumoto
松本 孝広
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP12691189A priority Critical patent/JPH02306577A/en
Publication of JPH02306577A publication Critical patent/JPH02306577A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the primary and secondary coils of a step-up transformer from being mixed with and contacting each other so as to reduce induction heating loss by making a shielding portion electrically open along the winding direction of the primary coil of the step-up transformer, and electrically connecting the shielding portion to another shielding portion. CONSTITUTION:A control portion 29 controls a semiconductor switch so that the primary side circuit and secondary side high-tension circuit of a step-up transformer 19 are electrically shielded from each other by a shielding portion 111. The shielding portion 111 is electrically opened along the winding direction of the primary coil of the step-up transformer 19, and the shielding portion is electrically connected to a shielding portion 106, thereby completely preventing the primary side and secondary side circuits of the step-up transformer from being mixed with and contacting each other, and besides reducing loss caused by the high frequency induction heating of the shielding portion 111 to a remarkably small amount. Moreover, the noise source of a power converter and a magnetron, etc., is shielded to prevent noise and unnecessary radiation.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子レンジ等の高周波加熱装置の改良に関し、
さらに詳しく言えば、そのマグネトロンの電源回路にト
ランジスタなどの半導体スイッチ素子を用いた電源装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to improvements in high frequency heating devices such as microwave ovens.
More specifically, the present invention relates to a power supply device using semiconductor switching elements such as transistors in the power supply circuit of the magnetron.

従来の技術 従来、電子レンジの電源装置は、周知のように、第5図
に示すような鉄共振トランス50を中心に構成された電
源回路より成っている。マグネトロン12体通常3〜4
kVの動作電圧であるので、高圧トランス50の2次側
回路の回路電圧は非常に高く危険であった。すなわち、
第5図において、1次巻き線53の点Pと2次巻き線5
4の点Qがなんらかの故障でショートしてしまうと、大
地アース52に筐体51が設置されていない場合には、
筺体51が極めて高い電圧になってしまうので非常に危
険であった。したがって、電子レンジの筐体51は、常
に大地アース52に接地されて使用されていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as is well known, a power supply device for a microwave oven consists of a power supply circuit mainly composed of a ferro-resonant transformer 50 as shown in FIG. 12 magnetrons usually 3-4
Since the operating voltage is kV, the circuit voltage of the secondary circuit of the high voltage transformer 50 is extremely high and dangerous. That is,
In FIG. 5, the point P of the primary winding 53 and the point P of the secondary winding 5
If the point Q of 4 is short-circuited due to some kind of failure, if the casing 51 is not installed at the earth ground 52,
This was very dangerous because the voltage on the housing 51 would be extremely high. Therefore, the casing 51 of the microwave oven was always grounded to the earth 52 during use.

また、近年では、第6図に示すような並列共振回路を有
する電圧共振型インバータを用いた電源装置が提案され
、電子レンジの電源部の小型化、低いコスト化、あるい
は電波出力の連続制御化に利用されている。
In addition, in recent years, a power supply device using a voltage resonant inverter with a parallel resonant circuit as shown in Figure 6 has been proposed. It is used for.

この回路は、商用電源1のブリッジダイオード2、イン
ダクタ3、コンデンサ4で整流し、脈流の直流電圧源(
電源部)を形成するとともに、共振コンデンサ5、共振
インダクタを兼用した昇圧トランス6より成る並列共振
回路と、トランジスタ7、ダイオード8により電圧共振
型インバータ回路を構成し、昇圧トランス6の高圧出力
をコンデンサ9、ダイオ−)”10.11にて整流して
マグネトロン12に供給するものである。なお、13.
14゜15は、それぞれ、昇圧トランス6の一次、二次
およびヒータ巻き線であり、16はl・ランジスタフを
駆動する制御回路である。
This circuit rectifies a commercial power supply 1 with a bridge diode 2, an inductor 3, and a capacitor 4, and a pulsating DC voltage source (
A parallel resonant circuit consisting of a resonant capacitor 5 and a step-up transformer 6 that also serves as a resonant inductor, a transistor 7, and a diode 8 form a voltage resonant inverter circuit, and the high-voltage output of the step-up transformer 6 is connected to a capacitor. 9, diode)" 10.11 and supplies it to the magnetron 12. Note that 13.
Reference numerals 14 and 15 are the primary, secondary and heater windings of the step-up transformer 6, respectively, and 16 is a control circuit for driving the l.

この電源回路において、トランジスタ7は制御回路16
により、いわゆるパルス幅制御によりその導通時間To
nを制御される(Ton’ の制御により、実質的にT
onを制御される)。すなわち、第7図(a)のような
ゲート信号VGHにより、同図(C1のような電圧波形
VCEでトランジスタ7、ダイオード8によるスイッチ
ング動作が行われる。T OFFは並列共振回路の回路
定数で決定され、一方、インバータ回路によって変換さ
れる電力の大きさはTONによって決定されるので、マ
グネトロン12への供給電力の大きさは、TOHによっ
て決まり、インバータ回路の動作周波数が低くなるほど
、マグネトロン12への供給電力が大きくなる。制御回
路16は、このTONを制御することでマグネトロン1
2の出力の大きさの調節や電源電圧変動等に対する出力
の安定化を行うものである。
In this power supply circuit, the transistor 7 is connected to the control circuit 16
Therefore, the conduction time To is controlled by so-called pulse width control.
n is controlled (by controlling Ton', T
on). That is, the switching operation by the transistor 7 and diode 8 is performed by the gate signal VGH as shown in FIG. 7(a) and the voltage waveform VCE as shown in FIG. On the other hand, since the amount of power converted by the inverter circuit is determined by TON, the amount of power supplied to the magnetron 12 is determined by TOH. The supply power increases.The control circuit 16 controls the magnetron 1 by controlling this TON.
This function adjusts the magnitude of the second output and stabilizes the output against fluctuations in power supply voltage.

しかしながら、このような電源装置であっても第5図の
場合と同様に、昇圧トランス6の1次巻き線13と2次
巻き線14との電気的接続(混触)が発生すると、極め
て危険であることにはかわりはなかった。特に、トラン
ス50が小型化されているので、この混触を防止するこ
とが極めて難しくなり、電力変換器の動作周波数を高く
していくと、さらに安全性を保証することが困難となる
ものであった。
However, even with such a power supply device, if an electrical connection (contact) occurs between the primary winding 13 and the secondary winding 14 of the step-up transformer 6, as in the case shown in FIG. 5, it is extremely dangerous. One thing didn't change. In particular, as the transformer 50 has become smaller, it has become extremely difficult to prevent this contact, and as the operating frequency of the power converter increases, it becomes even more difficult to guarantee safety. Ta.

発明が解決しようとする課題 上述したように、従来の技術では、1次および2次巻き
線間の混触という危険性が防止できず、必ず筐体をアー
スすることが必要であり、したがって移動が面倒である
とともに接地工事が必要である等の不都合があった。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, the conventional technology cannot prevent the risk of contact between the primary and secondary windings, and it is necessary to always ground the casing, which prevents movement. There are disadvantages such as being troublesome and requiring grounding work.

また、電子レンジにこれらの電源装置を組みこむ場合も
、マグネトロンとその電源部を別々に組みこみ、高圧部
分の配線工程が必要であった。このため組み立てコスト
が高くなったり、配線ミスによる製品不良が生じ易かっ
た。
Furthermore, when incorporating these power supply devices into a microwave oven, it was necessary to incorporate the magnetron and its power supply section separately, and to perform a wiring process for the high-voltage section. As a result, assembly costs increased and product defects were likely to occur due to wiring errors.

さらに、電力変換器を用いた場合は特に、電源ラインを
伝導する端子雑音や、空中に放射される妨害波が大きく
、その抑制が難しかった。
Furthermore, especially when a power converter is used, terminal noise conducted through the power line and interference waves radiated into the air are large, making it difficult to suppress them.

さらにまた、マグネトロン5および12は、第5図およ
び第6図に示すように、チョークコイル57゜58、お
よびコンデンサ59.60を内蔵した、いわゆるチョー
クボックスを有しており、マグネトロンそのものの発生
ずる数十M Hz〜数百Mllz帯のノイズ発生を防止
している。これらの部品は高耐圧性能を必要とし、高価
であるばかりでなく絶縁破壊を起こしやすいので信頼性
に欠けるという課題があった。また、特に、電力変換器
を用いた場合はこれらの部品によるマグネトロンのヒー
タ回路への影響が大きくなるので、昇圧トランスのヒー
タ巻き線15の出力電圧を大きく設定する必要が生した
り、チョークコイルにより生しる高周波磁束で周辺の金
属が加熱されたりするという不都合があった。
Furthermore, as shown in FIGS. 5 and 6, the magnetrons 5 and 12 have so-called choke boxes containing choke coils 57 and 58 and capacitors 59 and 60, and the magnetrons themselves have a choke box. Noise generation in the band of several tens of MHz to several hundred Mllz is prevented. These parts require high voltage resistance, are not only expensive, but also tend to suffer from dielectric breakdown, resulting in a lack of reliability. In addition, especially when a power converter is used, the influence of these parts on the magnetron heater circuit becomes large, so it becomes necessary to set the output voltage of the heater winding 15 of the step-up transformer to a large value, or the choke coil This has the disadvantage that the high-frequency magnetic flux generated by this process heats surrounding metal.

本発明はこのような従来の技術の課題を解決するもので
、昇圧トランスの1次、2次回路間の混触防止と電力変
換器、マグネトロン等からの雑音や不要輻射の発生を抑
制するものである。
The present invention solves the problems of the conventional technology, and prevents cross contact between the primary and secondary circuits of a step-up transformer, and suppresses the generation of noise and unnecessary radiation from power converters, magnetrons, etc. be.

課題を解決するための手段 このような従来の技術の課題を解決するために、本発明
は以下に述べる構成より成るものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the problems of the prior art, the present invention has the configuration described below.

すなわち、商用電源やバッテリー等より得られる電源部
と、半導体スイッチ素子等より成る電力変換器と、前記
電力変換器の出力電圧を昇圧しマグネトロンに供給する
昇圧トランスと、前記半導体スイッチを制御する制御部
とを備えると共に、前記昇圧トランスの2次側高圧回路
と1次側回路とを電気的に遮蔽する遮蔽部と、前記電力
変換器、昇圧トランス等の一部または全部をシールドす
るシールド部とを備え、前記遮蔽部を前記昇圧トランス
の1次巻き線の巻き方向に添って電気的に開路となるよ
う構成し、かつ、この遮蔽部を前記シールド部に電気的
に接続する構成としたものである。
That is, a power supply unit obtained from a commercial power source, a battery, etc., a power converter made of a semiconductor switch element, etc., a step-up transformer that boosts the output voltage of the power converter and supplies it to the magnetron, and a controller that controls the semiconductor switch. a shielding part that electrically shields the secondary high voltage circuit and the primary circuit of the step-up transformer; and a shielding part that shields part or all of the power converter, the step-up transformer, etc. The shielding section is configured to be electrically open along the winding direction of the primary winding of the step-up transformer, and the shielding section is configured to be electrically connected to the shielding section. It is.

また、シールド部に商用電源やバッテリー等からの電力
を供給する電力端子と、制御部に制御指令信号を供給す
る信号端子とを設ける構成とし、1ユニツト構成化した
ものである。
Further, the shield part is provided with a power terminal for supplying power from a commercial power source, a battery, etc., and a signal terminal for supplying a control command signal to the control part, and is configured as one unit.

そして、電力端子および信号端子の少なくとも片方の近
傍にフィルター部を設け、電力および制御指令信号の少
なくとも片方を前記フィルター部を介してシールド部内
に供給する構成としたものである。
A filter section is provided near at least one of the power terminal and the signal terminal, and at least one of the power and the control command signal is supplied into the shield section through the filter section.

さらに、フィルター部を構成するコンデンサを2芯型の
貫通コンデンサを用いて構成し、この貫通コンデンサを
シールド部に電気的に接続する構成として、簡単な構造
の端子およびフィルター部構成としたものである。
Furthermore, the capacitor constituting the filter section is constructed using a two-core type feedthrough capacitor, and this feedthrough capacitor is electrically connected to the shield section, so that the terminal and filter section have a simple structure. .

作用 上記構成により、本発明は以下に述べる作用を有するも
のである。
Effects With the above configuration, the present invention has the following effects.

すなわち、電源部、電力変換器、昇圧トランス、および
マグネトロン等をシールドするシールド部と、前記昇圧
トランスの1次巻き線の巻き方向に添って電気的に開路
となる構成の遮蔽部とを設け、この遮蔽部とシールド部
とを電気的に接続する構成としたので、昇圧トランスの
1次側および2次側回路間の混触を完全に防止し、かつ
、電力変換器やマグネトロン等のノイズ発生源をシール
ドし雑音や不要輻射の発生を抑制することができる。
That is, a shield part that shields a power supply part, a power converter, a step-up transformer, a magnetron, etc., and a shield part configured to be electrically open along the winding direction of the primary winding of the step-up transformer are provided, Since this shielding part and the shield part are electrically connected, it is possible to completely prevent contact between the primary and secondary circuits of the step-up transformer, and also prevent noise sources such as power converters and magnetrons. can be shielded to suppress the generation of noise and unnecessary radiation.

また、電力端子や信号端子をシールド部に設けることに
より、マイクロ波を発生するための主要部品を、すべて
シールド部内に収納し、かつ、それらに対する電力や信
号の供給が極めて容易な電源装置ユニットを実現できる
In addition, by providing power terminals and signal terminals in the shield part, all the main components for generating microwaves can be housed within the shield part, and the power supply unit can be extremely easily supplied with power and signals. realizable.

そして、この端子の近傍にフィルター部を設けることに
よや、この端子からの雑音電圧の漏洩を大幅に、かつ、
簡単に軽減することができる。
By providing a filter section near this terminal, leakage of noise voltage from this terminal can be significantly reduced and
can be easily reduced.

さらに、このフィルターのコンデンサを2芯型の貫通コ
ンデンサで構成することにより、特にマグネトロンの発
生する高い周波数の雑音がシールド部から外部に漏洩す
るのを容易に防止することができる。
Further, by configuring the capacitor of this filter as a two-core feedthrough capacitor, it is possible to easily prevent high frequency noise generated by the magnetron from leaking to the outside from the shield portion.

実施例 以下、本発明の実施例について図面と共に説明する。第
1図は本発明の1実施例を示す高周波加熱装置の回路図
であり、第6図と同符号のものは第6図における物に相
当する構成要素である。
EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a high-frequency heating device showing one embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 6 are components corresponding to those in FIG. 6.

商用電源1の電力はダイオードブリッジ2 (電源部1
00)により整流されて、全波整流様の電圧波形出力と
なる。この出力は、定電流電源の作用を果たすインダク
タ17、コンデンサ18、昇圧トランス・19より成る
直列共振回路、および絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタ(IGBT)7とダイオード8とよりなるスイッチ
ング回路、抵抗器20とコンデンサ21よりなるスナバ
−回路により構成される電力変換回路(インバータ)1
01に供給され、100〜300KHzの周波数電力に
変換される。この高周波電力は昇圧トランス19の一次
巻き線22に高周波電圧として発生するので、二次巻き
線23およびヒータ巻き線24には、それぞれ高周波高
電圧および高周波低電圧電力が誘起される。高周波高電
圧はダイオード25.26、コンデンサ27. ’2B
により整流されてマグネトロン12に直流高圧電力が供
給され、一方、高周波低圧電力はそのままマグネトロン
12のカソードに供給され、カソードを加熱する。
The power of the commercial power supply 1 is transferred to the diode bridge 2 (power supply section 1
00), resulting in a full-wave rectified voltage waveform output. This output is provided by a series resonant circuit consisting of an inductor 17, a capacitor 18, and a step-up transformer 19 that function as a constant current power supply, a switching circuit consisting of an insulated gate bipolar transistor (IGBT) 7 and a diode 8, and a resistor 20. Power conversion circuit (inverter) 1 composed of a snubber circuit consisting of a capacitor 21
01 and is converted into frequency power of 100-300 KHz. Since this high frequency power is generated as a high frequency voltage in the primary winding 22 of the step-up transformer 19, high frequency high voltage and high frequency low voltage power are induced in the secondary winding 23 and the heater winding 24, respectively. High frequency and high voltage are connected to diodes 25, 26 and capacitors 27. '2B
DC high-voltage power is supplied to the magnetron 12 after rectification, while high-frequency low-voltage power is directly supplied to the cathode of the magnetron 12 to heat the cathode.

このIC;Br3とダイオ−[8に流れる電流波形およ
び電圧波形は、それぞれ第2図(a)、 (b)のよう
になる。後述する制御部29によりIGBT7は、同図
(C)のゲート電圧波形VGEにより駆動される。
The current and voltage waveforms flowing through this IC; Br3 and diode [8 are as shown in FIGS. 2(a) and 2(b), respectively. The IGBT 7 is driven by a control section 29, which will be described later, using a gate voltage waveform VGE shown in FIG.

制御部29はリレー等のスイッチ30が加熱制御器10
2により閉成されると、抵抗器31、ダイオード32、
コンデンサ33、ゼナダイオード34より成る制御電源
の形成により作動開始する。加熱制御器102の制御指
令信号電圧が信号端子103.104間に供給されるこ
とにより、その信号に応じて、電圧制御発振器35が起
動し、その出力はタイマー回路36を付勢する。タイマ
ー回路36は、例えぼりセント端子付きの単安定マルチ
ハイブレークで容易に構成でき、電圧制御発振器35は
、電圧制御端子付きの無安定マルチハイブレークで簡単
に実現できる。タイマー回路36の信号は出力回路37
に送られてインピーダンス変換されてからIGBT7に
抵抗器3日を介して供給される。第2図を参照すれば明
らかなように、ゲートパルスVGEがIGBT7に供給
されるとそのコレクター電流ICが図のように共振的に
流れ始める。13時間が経過すると旨は零となり、次ぎ
にはダイオード電流1dが流れ、このIdもt2時間後
には零になる。
In the control unit 29, a switch 30 such as a relay is connected to the heating controller 10.
2, the resistor 31, diode 32,
Operation is started by forming a control power source consisting of a capacitor 33 and a Zena diode 34. When the control command signal voltage of the heating controller 102 is supplied between the signal terminals 103 and 104, the voltage controlled oscillator 35 is activated in response to the signal, and its output energizes the timer circuit 36. The timer circuit 36 can be easily realized by a monostable multi-high break with a cent terminal, for example, and the voltage controlled oscillator 35 can be easily realized by an astable multi-high break with a voltage control terminal. The signal of the timer circuit 36 is sent to the output circuit 37.
After the impedance is converted, the signal is supplied to the IGBT 7 through a resistor. As is clear from FIG. 2, when the gate pulse VGE is supplied to the IGBT 7, its collector current IC begins to flow resonantly as shown. After 13 hours have elapsed, the current becomes zero, and then the diode current 1d flows, and this Id also becomes zero after the time t2.

IGBT7を駆動するゲートパルス電圧VGEはこのt
、より長く、かつ、t2よりも短いパルス幅tonであ
ることが、IC,Br3の安全動作上極めて重要である
。もし、tonがLlよりも短ければ、Icが流れてい
る期間にIGBT7をオフすることになり、大きなター
ンオフ損失を生じてしまう。
The gate pulse voltage VGE that drives IGBT7 is this t.
It is extremely important for the safe operation of the IC and Br3 that the pulse width ton be longer than t2 and shorter than t2. If ton is shorter than Ll, the IGBT 7 will be turned off while Ic is flowing, resulting in a large turn-off loss.

逆に、t2よりも長ければ、いわゆる転流失敗現象を引
き起こし、I GBT7には短絡電流が流れ破壊してし
まう結果となる。すなわち、I G B Tのような自
己転流機能を有するスイッチング素子を用いる場合、そ
の導通時間tonが共振回路の共振周期も2よりも短く
、かつ、共振半周jUl 1. + よりも長いという
条件は、安全で確実な動作を保証し、しかも、高効率で
高周波動作するためには、極めて重要でかつ不可欠なも
のである。
Conversely, if it is longer than t2, a so-called commutation failure phenomenon occurs, and a short circuit current flows through the IGBT 7, resulting in destruction. That is, when using a switching element having a self-commuting function such as an IGBT, the conduction time ton of the resonant circuit is shorter than 2, and the resonant half-period jUl 1. The condition that the length is longer than + is extremely important and indispensable in order to guarantee safe and reliable operation and to operate with high efficiency and high frequency.

第1図における逆バイアス検知回路39は、第2図にお
いて、Idが流れ始める時点(1+時間経過後)を検出
し、Δを時間の遅延後、出力パルスVGEを遮断するべ
くタイマー回路36をリセットするものである。この逆
バイアス検知回路39により、マグネトロン12、コン
デンサ1日、トランス19などの特性が大きく変化し、
直列共振回路の回路定数が変わっても、ゲートパルスV
GEのパルス幅(すなわち、導通時間)tonは、常に
t、よりも長く、かつ、t2よりも短いという条件を満
たすことができ、安定で低損失なスイッチング動作を実
現することができる。もちろん、逆バイアス検知回路3
9は必ずしも必要であるとは限らない。例えば、前述し
たマグネトロン12、コンデンサ18、トランス19な
どの特性の変化による直列共振回路の回路定数の変動範
囲が比較的小さいときは、あらかじめタイマー回路36
のカウント時間を第2図の導通時間tonとなるように
設定して置けば、多少の直列共振回路の回路定数の変動
があっても、Idが流れている期間(すなわち、[cが
零になり、かつ、VCEが零のjJl 間)にゲーI・
パルスVGEをオフすることができる。従って、この場
合は単なる単安定マルチバイブレークのようなタイマー
回路36のみでよいことになり、簡単で安価な構成とす
ることができる。
The reverse bias detection circuit 39 in FIG. 1 detects the point in time when Id starts to flow (after 1+ time has elapsed) in FIG. 2, and resets the timer circuit 36 to cut off the output pulse VGE after delaying Δ. It is something to do. Due to this reverse bias detection circuit 39, the characteristics of the magnetron 12, capacitor 1, transformer 19, etc. change greatly,
Even if the circuit constants of the series resonant circuit change, the gate pulse V
The pulse width (that is, conduction time) ton of the GE can satisfy the condition that it is always longer than t and shorter than t2, and stable and low-loss switching operation can be realized. Of course, the reverse bias detection circuit 3
9 is not necessarily necessary. For example, if the variation range of the circuit constants of the series resonant circuit due to changes in the characteristics of the magnetron 12, capacitor 18, transformer 19, etc. described above is relatively small, the timer circuit 3
If the count time of is set to be the conduction time ton in Figure 2, even if there is some variation in the circuit constant of the series resonant circuit, the period during which Id is flowing (that is, when [c becomes zero) and VCE is zero), the game I.
Pulsed VGE can be turned off. Therefore, in this case, only the timer circuit 36, such as a simple monostable multi-by-break circuit, is required, resulting in a simple and inexpensive configuration.

40は、カレントトランス に流れる電流を検知するためのものである。このダイオ
ード電流は、マグネトロン12に流れるアノード電流(
電波出力に比例)の約半分であるので、少ない電流検出
でアノード電流に相当する信号を得ちれる。従って、小
型のカレンl− 1−ランスを利用できる。このカレン
トトランス40の出力は誤差増幅器41に送られ、誤差
増幅器41は電圧制御発振器35の発振周波数をカレン
トトランス40の信号が設定値になるよう制御する。ず
なわち、カレン1〜l・ランス40の出力が設定値より
小さいと誤差増幅器41は電圧制御発振器35の発振周
波数を高くするよう制御し、逆に、出力が設定値より大
きいと発振周波数を低くするよういわゆる負帰還制御す
る。
40 is for detecting the current flowing through the current transformer. This diode current is the anode current (
(proportional to radio wave output), so a signal corresponding to the anode current can be obtained with a small amount of current detection. Therefore, a small Karen 1-lance can be used. The output of this current transformer 40 is sent to an error amplifier 41, and the error amplifier 41 controls the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 35 so that the signal of the current transformer 40 becomes a set value. That is, if the output of the Karen 1 to lance 40 is smaller than the set value, the error amplifier 41 controls the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 35 to be increased, and conversely, if the output is larger than the set value, the oscillation frequency is increased. So-called negative feedback control is used to lower the temperature.

誤差増幅器41ば、よ(知られている演算増幅器等を用
いれば極めて簡単に実現できる。この誤差増幅器41は
電圧制御発信器35の発信周波数の制御(停止状態も含
む)を行うために、加熱制御器102よりフィルター部
105を介して制御指令信号電圧を与えられる。すなわ
ち、電波出力の設定値に相当する信号電圧を受け、その
信号電圧になるように電圧制御発信器35の発信周波数
を制御するものである。
The error amplifier 41 can be realized very easily by using a known operational amplifier or the like. A control command signal voltage is given from the controller 102 via the filter unit 105. That is, the signal voltage corresponding to the set value of the radio wave output is received, and the oscillation frequency of the voltage control oscillator 35 is controlled so that the signal voltage becomes the signal voltage. It is something to do.

信号端子103.104は第1図のように、シールド部
106に設けられており、フィルター部105も図のよ
うにシールド部106にアースされている。したがって
、この信号端子からのマグネトロンの不要輻射漏洩が防
止できる。
The signal terminals 103 and 104 are provided on the shield part 106 as shown in FIG. 1, and the filter part 105 is also grounded to the shield part 106 as shown in the figure. Therefore, unnecessary radiation leakage of the magnetron from this signal terminal can be prevented.

同様に、商用電源1からの電力は、シールド部106に
設けられた電力端子107.108から供給される構成
となっており、やはりシールド部106にアースされた
フィルター部109を介してダイオードブリッジ2に接
続されている。したがって、マグネトロン12や電力変
換器101の発生ずる雑音がこの端子からシールド部1
06の外部に漏洩するのを抑制することができる。
Similarly, power from the commercial power source 1 is supplied from power terminals 107 and 108 provided on the shield section 106, and is supplied to the diode bridge 2 via the filter section 109 which is also grounded to the shield section 106. It is connected to the. Therefore, the noise generated by the magnetron 12 and power converter 101 is transmitted from this terminal to the shield part 1.
It is possible to suppress leakage to the outside of 06.

フィルター部105.109にノイズ防止用コンデンサ
を用いる場合、2つの端子対を2芯型貫通コンデンサで
構成することにより、特にマグネトロンの高周波雑音電
圧がこの端子から漏洩するのを、効果的に、かつ、低コ
ストで実現することができる。第3図に示すように、2
芯型貫通コンデンサ109Aとチョークコイル109B
、109Cによりフィルター部109を構成し、図のよ
うにシールド部106に取りつければ前述した効果を得
ることができる。
When using noise prevention capacitors in the filter sections 105 and 109, by configuring the two terminal pairs with two-core feedthrough capacitors, leakage of high-frequency noise voltage from the magnetron from these terminals can be effectively and effectively prevented. , can be realized at low cost. As shown in Figure 3, 2
Core feedthrough capacitor 109A and choke coil 109B
, 109C constitutes the filter section 109, and if it is attached to the shield section 106 as shown in the figure, the above-mentioned effects can be obtained.

もちろん、このような構造をフィルター部105にも採
用することができる。
Of course, such a structure can also be adopted for the filter section 105.

昇圧トランス19の各巻き線22.23.24は、フェ
ライトコア110に設けられているが、これら1次側回
路と2次側回路の間には遮蔽部111が設けられ、かつ
、この遮蔽部111はシールド部106に電気的に接続
されている。従って、2次側回路である巻き線23.2
4、ダイオード25.26、コンデンサ27、28は、
この遮蔽部111 とシールド部106とにより完全に
隔離されているので、高圧2次側回路と1次側回路とが
混触する危険性が全くない構造となっている。第3図は
この昇圧トランス19を中心とした2次側回路部の構成
を示す構成図であり、第1図と同符号の物は相当する構
成要素である。
Each winding 22, 23, 24 of the step-up transformer 19 is provided in a ferrite core 110, but a shielding portion 111 is provided between the primary side circuit and the secondary side circuit, and this shielding portion 111 is electrically connected to the shield part 106. Therefore, the winding 23.2 which is the secondary circuit
4. Diodes 25, 26, capacitors 27, 28 are:
Since the shielding part 111 and the shielding part 106 completely isolate each other, the structure is such that there is no risk of the high-voltage secondary circuit and the primary circuit coming into contact with each other. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a secondary side circuit centering on this step-up transformer 19, and the same reference numerals as in FIG. 1 indicate corresponding components.

第3図において、コア110はエアギャップ112を有
する2つのコアにより固定金具113にて固定され、各
巻き線はそれぞれボビン114.115に図のように施
されている。ダイオード25.26、コンデンサ27.
28は樹脂モールドされて整流ユニット116としてボ
ビン115に固定されている。遮蔽部111はシールド
部106に点Aで電気的に接続されているので、この昇
圧トランスの左側にマグネトロンを設け、右側に電力変
換器101等の1次側回路を配置すれば、高圧2次側回
路の1次側回路からの隔離を完全なものとし、高い安全
性を実現して面倒なアース接地を行うことを不要とする
ことができる。
In FIG. 3, a core 110 is secured by a fixture 113 between two cores having an air gap 112, and each winding is applied to a bobbin 114, 115 as shown. Diode 25.26, capacitor 27.
28 is molded with resin and fixed to the bobbin 115 as a rectifying unit 116. Since the shielding part 111 is electrically connected to the shielding part 106 at point A, if a magnetron is provided on the left side of this step-up transformer and a primary side circuit such as the power converter 101 is placed on the right side, the high voltage secondary It is possible to completely isolate the side circuit from the primary circuit, achieve high safety, and eliminate the need for troublesome earthing.

この遮蔽部111は、1次巻き線22の巻き方向に対し
て電気的に開路を形成するよう構成されている。
This shielding portion 111 is configured to form an electrical open circuit with respect to the winding direction of the primary winding 22 .

第4図はこの遮蔽部111の構成図であり、第3図と同
符号のものは相当する構成要素である。遮蔽部111は
図中に矢印で示した1次巻き線の巻き方向に対して、電
気的に開路′を構成するよう不連続部117を有すると
共に、たくさんのスリット118を設けられている。こ
の不連続部117によりコア110の回りに流れようと
する大きな誘導電流の発生を防止し、かつ、スリッ目1
8をたくさん設けることにより遮蔽部111の面内に流
れようとする小さなループの誘導電流を抑制するもので
ある。
FIG. 4 is a block diagram of this shielding section 111, and the same reference numerals as in FIG. 3 are corresponding components. The shielding part 111 has a discontinuous part 117 so as to form an electrically open circuit' in the winding direction of the primary winding shown by the arrow in the figure, and is also provided with many slits 118. This discontinuous portion 117 prevents the generation of a large induced current that would flow around the core 110, and
By providing a large number of 8, small loop induced currents that tend to flow within the plane of the shielding portion 111 are suppressed.

また、この遮蔽部111は、高周波磁束による誘導電流
に対するジュール損失を小さく押さえるため、非磁性金
属材料で構成されており、例えば、アルミ、銅、 5U
S304等の金属材料が適している。
In addition, this shielding part 111 is made of a non-magnetic metal material, such as aluminum, copper, 5U, etc., in order to suppress Joule loss due to induced current due to high-frequency magnetic flux.
A metal material such as S304 is suitable.

このように遮蔽部111を構成することにより、1次巻
き線の発生する高周波磁束による遮蔽部の誘導加熱を著
しく軽減し、しかも、1次2次間の混触を完全に防止し
た安全構造を実現することができる。
By configuring the shielding part 111 in this way, induction heating of the shielding part due to the high-frequency magnetic flux generated by the primary winding is significantly reduced, and a safe structure is realized that completely prevents contact between the primary and secondary windings. can do.

発明の効果 以上に述べたように、本発明によれば、商用電源やバッ
テリー等より得られる電源部と、半導体スインチ素子等
より成る電力変換器と、前記電力変換器の出力電圧を昇
圧しマグネトロンに供給する昇圧トランスと、前記半導
体スイッチを制御する制御部と、前記昇圧トランスの2
次側高圧回路と1次側回路とを電気的に遮蔽する遮蔽部
と、前記電力変換器、昇圧トランス等の一部または全部
をシールドするシールド部とを備え、前記遮蔽部を前記
昇圧トランスの1次巻き線の巻き方向に添って電気的に
開路となるよう構成し、かつ、この遮蔽部を前記シール
ド部に電気的に接続する構成としたので、昇圧トランス
の1次側および2次側回路間の混触を完全に防止し、し
かも遮蔽部の高周波誘導加熱による損失を著しく小さく
押さえることができるうえに、電力変換器やマグネ1−
ロン等のノイズ発生源をシールドし雑音や不要輻射の防
止を抑制することができるものである。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, there is provided a power supply section obtained from a commercial power source, a battery, etc., a power converter made of a semiconductor switch element, etc., and a magnetron that boosts the output voltage of the power converter. a step-up transformer for supplying the step-up transformer to the step-up transformer; a control section that controls the semiconductor switch;
The shielding part electrically shields the next high voltage circuit and the primary circuit, and the shielding part shields part or all of the power converter, step-up transformer, etc., and the shielding part is connected to the step-up transformer. Since the circuit is configured to be electrically open along the winding direction of the primary winding, and the shielding portion is electrically connected to the shielding portion, the primary and secondary sides of the step-up transformer are It completely prevents cross-contact between circuits, and also significantly reduces loss due to high-frequency induction heating in the shielding part.
It is possible to shield noise sources such as radio waves and suppress the prevention of noise and unnecessary radiation.

また、電子レンジにこれらの電源装置を組みこむ場合も
、1つのユニットを組の立てるのみでよく、配線工程の
簡素化を実現し、組め立てコストの低減、配線ミスの防
止を可能とするものである。
Furthermore, when incorporating these power supplies into a microwave oven, it is only necessary to assemble one unit, which simplifies the wiring process, reduces assembly costs, and prevents wiring errors. It is.

さらに、従来不可欠であったマグネトロンのチョークコ
イルおよびコンデンサを含むいわゆるチョークボックス
をなくしても、マグネ1−ロンそのものの発生ずる数+
MIIz〜数百MHz帯のノイズ発生を防止できるので
、これらの高面(圧性能部品の省略による低価格化、高
倍転性化、ならびに昇圧i・ランスヒータ巻き線設計の
合理化と周囲部品の高周波加熱等の不都合の防止を実現
することができる。
Furthermore, even if we eliminate the so-called choke box containing the choke coil and capacitor of the magnetron, which was indispensable in the past, the number of magnetrons generated +
Since noise generation in the MIIz to several hundred MHz band can be prevented, these high-frequency components (lower costs and higher multipliers due to the omission of pressure-performance parts), rationalization of the step-up i-lance heater winding design, and high-frequency reduction of surrounding components It is possible to prevent inconveniences such as heating.

また、電力端子や信号端子をシールド部に設けることに
より、マイクロ波を発生ずるための主要部品を、すべて
シールド部内に収納したうえで、それらに対する電力や
信号の供給のための配線工程が極めて容易な電源装置ユ
ニットを実現することができる。すなわち、電源装置ユ
ニットを電力端子、信号端子、およびマイクロ波出力ア
ンテナのみの部品として取り扱うことが極めて容易にな
るので、電子レンジ等の高周波加熱装置の設計。
In addition, by providing power terminals and signal terminals in the shield part, all the main components for generating microwaves are housed within the shield part, and the wiring process for supplying power and signals to them is extremely easy. A power supply unit can be realized. In other words, it is extremely easy to handle the power supply unit as a component consisting only of power terminals, signal terminals, and microwave output antennas, which makes it very easy to design high-frequency heating devices such as microwave ovens.

− 製造2組み立て等が極めて簡単で低コストなものに
することができる。
- Manufacturing, assembly, etc. can be made extremely simple and low cost.

そして、この電力端子および信号端子の少なくとも片方
の近傍にフィルター部を設け、電力および制御指令信号
の少なくとも片方を前記フィルター部を介してシール1
′部内に供給する構成とすることにより、電力変換器や
マグネトロン等のノイズ発生源をより確実にシールドし
、雑音や不要輻射の発生を極めて良好に抑制することが
できるものである。
A filter section is provided near at least one of the power terminal and the signal terminal, and at least one of the power and the control command signal is passed through the filter section to the seal 1.
By configuring the power supply to be supplied inside the section, noise sources such as power converters and magnetrons can be more reliably shielded, and the generation of noise and unnecessary radiation can be extremely effectively suppressed.

さらにまた、このフィルター部を構成するコンデンサを
2芯型の貫通コンデンサを用いて構成し、この貫通コン
デンサをシールド部に電気的に接続する構成とすること
により、特に、マグネトロンの発生する高い周波数の雑
音がシールド部から外部に漏洩するのを、より確実に低
コストで、しがも容易に防止することができる。
Furthermore, by configuring the capacitor constituting the filter section using a two-core feedthrough capacitor, and configuring the feedthrough capacitor to be electrically connected to the shield section, it is possible to reduce the high frequency generated by the magnetron. It is possible to more reliably and easily prevent noise from leaking to the outside from the shield part at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の1実施例を示す高周波加熱装置の回
路図、第2図(a)、 (b)、 (c)は、それぞれ
同装置の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタのコレク
タ電流1cの波形図、コレクタ電圧VCEの波形図、お
よびゲート電圧VGIiの波形図、第3図は同装置の昇
圧トランスの構造を示す部分断面図、第4図は同装置の
遮蔽部の構造図、第5図は鉄共振1〜ランスを用いた従
来の高周波加熱装置の回路図、第6図は従来の電力変換
器を用いた従来の高周波加熱装置の回路図、第7図(a
)、 (b)、 (C)は、それぞれ同装置の絶縁ゲー
ト型ハイボーラトランジスクのゲート電圧波形図、コレ
クタ電流波形図、およびコレクタ電圧波形図である。 19・・・・・・昇圧トランス、100・・・・・・電
源部、101・・・・・・電力変換器、103.104
・・・・・・信号端子、105.109・・・・・・フ
ィルター部、106・・・・・・シールド部、107゜
108・・・・・・電力端子、111・・・・・・遮蔽
部。
FIG. 1 is a circuit diagram of a high-frequency heating device showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 2(a), (b), and (c) respectively show the collector current 1c of an insulated gate bipolar transistor of the same device. A waveform diagram, a waveform diagram of the collector voltage VCE, and a waveform diagram of the gate voltage VGIi, FIG. 3 is a partial sectional view showing the structure of the step-up transformer of the same device, FIG. 4 is a structural diagram of the shielding part of the same device, and FIG. The figure shows a circuit diagram of a conventional high-frequency heating device using a ferro-resonant lance, FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional high-frequency heating device using a conventional power converter, and FIG.
), (b), and (C) are a gate voltage waveform diagram, a collector current waveform diagram, and a collector voltage waveform diagram, respectively, of the insulated gate type high-bolar transistor of the same device. 19...Step-up transformer, 100...Power supply section, 101...Power converter, 103.104
...Signal terminal, 105.109...Filter part, 106...Shield part, 107°108...Power terminal, 111... Shielding part.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)商用電源やバッテリー等より得られる電源部と、
半導体スイッチ素子等より成る電力変換器と、前記電力
変換器の出力電圧を昇圧しマグネトロンに供給する昇圧
トランスと、前記半導体スイッチを制御する制御部と、
前記昇圧トランスの2次側高圧回路と1次側回路とを電
気的に遮蔽する遮蔽部と、前記電力変換器、昇圧トラン
ス等の一部または全部をシールドするシールド部とを備
え、前記遮蔽部を前記昇圧トランスの1次巻き線の巻き
方向に添って電気的に開路となるよう構成し、かつ、こ
の遮蔽部を前記シールド部に電気的に接続する構成とし
た高周波加熱装置。
(1) A power source obtained from a commercial power source, battery, etc.
a power converter made of a semiconductor switch element or the like; a step-up transformer that boosts the output voltage of the power converter and supplies it to a magnetron; a control unit that controls the semiconductor switch;
The shielding portion includes a shielding portion that electrically shields a secondary high voltage circuit and a primary side circuit of the step-up transformer, and a shielding portion that shields part or all of the power converter, the step-up transformer, etc. The high-frequency heating device is configured to be electrically open along the winding direction of the primary winding of the step-up transformer, and the shielding portion is electrically connected to the shielding portion.
(2)シールド部に商用電源やバッテリー等からの電力
を供給する電力端子と、制御部に制御指令信号を供給す
る信号端子とを設けた特許請求の範囲第(1)項に記載
の高周波加熱装置。
(2) High-frequency heating according to claim (1), wherein the shield part is provided with a power terminal for supplying power from a commercial power source, a battery, etc., and a signal terminal for supplying a control command signal to the control part. Device.
(3)電力端子および信号端子の少なくとも片方の近傍
にフィルター部を設け、電力および制御指令信号の少な
くとも片方を前記フィルター部を介してシールド部内に
供給する構成とした特許請求の範囲第(2)項記載の高
周波加熱装置。
(3) Claim (2) wherein a filter section is provided near at least one of the power terminal and the signal terminal, and at least one of the power and the control command signal is supplied into the shield section through the filter section. The high-frequency heating device described in Section 1.
(4)フィルター部を構成するコンデンサを2芯型の貫
通コンデンサを用いて構成し、この貫通コンデンサをシ
ールド部に電気的に接続する構成とした特許請求の範囲
第(3)項記載の高周波加熱装置。
(4) High-frequency heating according to claim (3), wherein the capacitor constituting the filter section is constructed using a two-core feedthrough capacitor, and the feedthrough capacitor is electrically connected to the shield section. Device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001015259A (en) * 1999-06-30 2001-01-19 Toshiba Corp Microwave oven

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001015259A (en) * 1999-06-30 2001-01-19 Toshiba Corp Microwave oven

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