JPH04137481A - マグネトロン駆動電源 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、電子レンジ等のマグネトロンを駆動するマ
グネトロン駆動電源に関する。

（従来の技術） 電子レンジ等に用いられるマグネトロンは、その寿命を
決める要因の一つにヒータ温度Ｔｆがあり、このヒータ
温度Ｔｆを一定にするため、通常、ヒータ電圧Ｅｆ又は
ヒータ電流Ｉｆを一定の値に制御することか行われてい
る。

ところで、マグネトロンのヒータ温度Ｔ「は、ヒータ電
圧Ｅｆ又はヒータ電流Ｉｆが一定の値に制御されても、
入力電力制御のためにアノード電流１ｂが可変されると
、そのアノード電流１ｂの値により変化し、第２図中の
ｂ特性群で示すように、アノード電流ｒｂの値が大にな
ると、ヒータ温度Ｔｆは高くなる。このため、アノード
電流Ｉｂが大になる最大入力電力点てヒータ温度Ｔｆが
最適温度になるようにヒータ電流Ｉｆを調整すると、最
小人力電力点てヒータ電流Ｉｆが足りなくなる。このこ
とから、結局、最大入力電力点と最小人力電力点での各
ヒータ温度Ｔｆが、マグネトロンの寿命から決まる最高
ヒータ温度Ｔ　ｆＭ　Ａ　Ｘとエミッション特性から決
まる最低ヒタ温度ＴｆＭＩＮとを満すようにヒータ電流
Ｉｆの値を一定に決定することが行われ”Ｃいる。

（発明か解決しようとする課題） しかし、電子レンジの大出力化及び解凍性能の向上環を
狙った小出力化の要求からくるマグネトロンに対する広
い動作電力範囲を考えたとき、ヒータ電流ＩｆＯ値を一
定としてもその広い動作電力の全範囲てヒータ温度Ｔ　
ｆを、最高ヒータ温度ＴｆＭＡＸと最低ヒータ温度Ｔｆ
ＭＩＮの間に抑えることは難しい。このため、マグネト
ロンへの入力電力の可変範囲を広くすることが難しく、
また、ヒータ温度Ｔｆか最高ヒータ温度Ｔ　ｆＭ　Ａ　
Ｘと最低ヒータ温度ＴｆＭｒ〜の範囲を満すことができ
ても、ヒータ温度Ｔｆの変化幅が最大変化幅になること
を考えると最適な動作範囲とは云えず、マグネトロンが
短寿命化し易いという問題がある。

この他、マグネトロンのアノード電圧Ｅｂの安定性を利
用してヒータ加熱電力の定電力化を行うようにしたマグ
ネトロン駆動電源があるが、このようなマグネトロン駆
動電源ては、マグネトロンのフェライトマグネットの熱
減磁によりアノード電圧Ｅｂか低下する現象があり、ヒ
ータ電流Ｉｆの値も変化する。このため、このようなマ
グネトロン駆動電源を用いた場合も、広範囲な電力可変
を安定に行うことは難しいという問題がある。

そこで、この発明は、マグネトロンへの人力電力を安定
して広く可変することができ、これとともにマグネトロ
ンを長寿命化することのできるマグネトロン駆動電源を
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記課題を解決するために、マグネトロンの
アノードに電力を供給するアノード電源と、前記マグネ
トロンのヒータを加熱するヒータ電源と、前記マグネト
ロンのアノード電流を検出するアノード電流検出手段と
、該アノード電流検出手段による前記アノード電流の検
出値を入力して前記ヒータ電源を制御し前記アノード電
流の増減量に応じて当該増減方向とは逆方向に前記ヒー
タへのヒータ電流を可変させるヒータ温度制御手段とを
有することを要旨とする。

（作用） アノード電源からマグネトロンへのアノード電流か、例
えば増大されて入力電力が犬にされると、ヒータ温度制
御手段によるヒータ電源の制御により、そのアノード電
流の増大量に対応した値だけヒータ電流が小になるよう
に可変される。これにより、アノード電流の増大による
ヒータ温度の増大傾向が抑えられる。このように、マグ
ネトロンのヒータ温度は入力電力の変化に依存しなくな
り、アノード電流の変化によるヒータ温度の変化幅が小
さくなって人力電力の可変範囲を安定して広くすること
が可能となる。また、ヒータ温度の変化幅が小さくなる
ことがらマグネトロンの長寿命化が可能となる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。

まず、マグネトロン駆動電源の構成を説明すると、駆動
電源には、何れもインバータ電源で構成されたアノード
電源１０とヒータ電源２０とか備えられている。アノー
ド電源１０から説明すると、第１図において、１は商用
交流電源であり、この商用交流電源１からの交流電圧が
整流ブリッジ２で整流されたのち、チョークコイル３及
び平滑コンデンサ４で平滑されて人力直流電圧が得られ
るようになっている。５はＩ　Ｇ　Ｂ　Ｔ　（Ｉ　ｎ５
ｕｌａｔｅｄＧ　ａｔｅ　Ｂ　１ｐｏｌａｒ　　Ｔ　ｒ
ａｎｓｉｓｔｏｒ　）からなるスイッチング素子であり
、スイッチング素子５のコレクタ・エミッタ間に並列に
７リーホイーリングダイオード６及び共振コンデンサ７
が接続されて共振型スイッチング回路が構成されてい°
る。

８は高周波の高圧トランスであり、１次巻線９及び２次
巻線１１が備えられている。入力直流電圧が高圧トラン
ス８の１次巻線９を介してスイッチング素子５のコレク
タに供給されている。１２は制御回路であり、この制御
回路１２からの駆動信号によりスイッチング素子５がオ
ン・オフされ、人力直流電圧が周期的にスイッチングさ
れて高周波に変換される。このとき、共振型スイッチン
グ回路を構成するスイッチング素子５のコし・フタ・エ
ミッタ間に正弦波状の共振電圧が現われ、この正弦波状
の高周波が高圧トランス８の１次巻線９に供給されるよ
うになっている。また、２次巻線１１には、倍電圧コン
デンサ１３と高電圧整流ダイオード１４．１５て構成さ
れた倍電圧整流回路か接続されている。この倍電圧整流
回路で高圧トランス８の２次巻線１１に発生する高周波
高電圧が倍電圧整流されて直流高電圧が得られ、この直
流高電圧がマグネトロン１６のアノード１７とカソード
１８（以下、ヒータというときもカソードと同符号を用
いる）との間にアノード電圧Ｅｂとして印加されるよう
になっている。なお、マグネトロン１６はアノード１７
側がアースされている。

一方、マグネトロン１６のヒータを加熱するため、上述
のアノード電源１０とは別途に、これと類似の素子によ
りヒータ電源２０が構成されている。即ち、商用交流電
源１に接続された整流ブリッジ２２、チョークコイル２
３、平滑コンデンサ２４、スイッチング素子２５、フリ
ーホイーリングダイオード２６、共振コンデンサ２７及
び高周波のヒータトランス２８によりヒータ電源２０が
構成されている。ヒータトランス２８には１次巻線２９
及び２次巻線であるヒータ巻線３１が備えられている。

ヒータ巻線３１に発生するヒータ電圧が、マグネトロン
１６のヒータ１８に供給されている。

また、この実施例ては、アノード電源１０により、マグ
ネトロン１６への入力電力制御のため、アノード電流Ｉ
ｂが可変されても、ヒータ１８のヒータ温度１８の変化
幅を小さく抑えるため、アノード電流検出手段及びその
アノード電流の検出値を入力してヒータ電源２０を制御
するヒータ温度制御手段が次のように構成されている。

即ち、まず、アノード電源１０における倍電圧整流回路
とマグネトロン１６のアノード１７との間にアノード電
流１ｂ検出用の抵抗１９が接続されている。この抵抗１
９によりアノード電流検出手段が構成されている。抵抗
１９によるアノード電流１ｂの検出信号線は、抵抗を介
してオペアンプで構成されたヒータ電流誤差積分器３２
の反転入力端子（＝）に接続されている。また、ヒータ
トランス２８のヒータ巻線３１とマグネトロン１６のヒ
ータ１８との間にはヒータ電流Ｉｆを検出するためのカ
レントトランス３４が接続されている。カレントトラン
ス３４によるヒータ電流Ｉｆの検出値は整流ブリッジ３
５で直流電圧に変換され、前記アノード電流１ｂ検出値
と同様に、抵抗を介してヒータ電流誤差積分器３２の反
転入力端子（−）に与えられている。カレントトランス
３４と整流ブリッジ３５とでヒータ電流検出手段が構成
されている。ヒータ電流誤差積分器３２の非反転入力端
子（＋）は接地され、反転入力端子（−）には、マグネ
トロン１６のヒータ温度を所定値に設定するためのヒー
タ電流設定値−ＶＲが設定されている。

このような、アノード電流及びヒータ電流の各検出手段
の検出信号線のヒータ電流誤差積分器３２への接続態様
により、ヒータ電流設定値−ＶＲと抵抗１９で検出され
たアノード電流ｒｂの検出電圧ＶＡとの加算値−（ＶＲ
−ＶＡ　）が、ヒータ温度を所定値に設定するためのダ
イナミックなヒータ電流制御基準値となる。そして、ヒ
ータ電流検出手段３４．３５の検出電圧値とヒータ電流
制御基準値−（ＶＲ−ＶＡ　）との和が負の場合には、
ヒータ電流誤差積分器３２の積分出力は、ヒータ電流検
出手段３４．３５の検出電圧値が（ＶＲ−ＶＡ）になる
まで、即ち基準値とヒータ電流検出値との誤差がゼロに
なるまで単調に増加し、これと逆にヒータ電流検出手段
３４．３５の検出電圧値とヒータ電流制御基準値−（Ｖ
ＲＶＡ）との和が正の場合は、ヒータ電流誤差積分器３
２の積分出力は、ヒータ電流検出手段３４．３５の検出
電圧値が（ＶＲ−ＶＡ　）になるまで、即ち基準値とヒ
ータ電流検出値との誤差がゼロになるまで単調に減少す
るようになっている。これにより、アノード電流Ｉｂの
増・減に対し、ヒータ電流Ｉｆは単調に減・増するよう
に制御されることになる。ヒータ電流誤差増幅器３２の
出力端子は制御回路３３に接続され、制御回路３３から
出力される駆動信号がスイッチング素子２５のベース端
子に与えられている。制御回路３３からは、ヒ〜り電流
誤差積分器３２の積分出力に対応してスイッチング素子
のオン時間を制御する駆動信号が出力される。上述のヒ
ータ電流検出手段３４．３５、ヒータ電流誤差積分器３
２及び制御回路３３によりヒータ温度制御手段が構成さ
れている。

上述のように構成されたマグネトロン駆動電源は、アノ
ード電源１０における制御回路１２からの駆動信号の周
波数を可変してスイッチング素子５のスイッチング周期
を変えることによりマグネトロン１６への入力電力が制
御される。正常動作時におけるマグネトロン１６のアノ
ード電圧Ｅｂはほぼ一定になるという特性から、入力電
力の制御に際しては、主としてアノード電流１ｂが可変
されることになる。この実施例は、入力電力が所要範囲
で大きく可変されてアノード電流Ｉｂが変化しても、ヒ
ータ温度制御手段によりヒータ温度Ｔｆの変化幅を小さ
く抑えようとするものであり、アノード電流１ｂが、例
えば増大して抵抗１９によるアノード電流１ｂの検出電
圧ＶＡか増大すると、ヒータ電流誤差積分器３２におけ
るヒータ電流制御基準値−（ＶＲ−ＶＡ　）の絶対値が
小となり、ヒータ電流Ｉｆは、アノード電流Ｉｂの増大
量に対応した量だけ小になるように可変される。

これにより、アノード電流１ｂの増大によるヒータ温度
Ｔｆの増大傾向が抑えられる。このように、アノード電
流Ｉｂの増・減によりヒータ電流Ｉｆが単調に減・増す
るように制御されることにより、入力電力の変化に伴な
うアノード電流１ｂとヒータ電流Ｉｆの変化を考えると
ヒータ温度Ｔｆは入力電力の変化に依存しなくなり、ヒ
ータ温度Ｔｆの変化幅が小さくなって入力電力の可変範
囲を安定して広くすることが可能となる。第２図中のａ
特性線は、このアノード電流Ｉｂの変化に伴うヒータ電
流Ｉｆの変化及びこれに対応したヒータ温度の変化を示
す動作特性を表わしている。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、マグネトロン
のアノード電流を検出するアノード電流検出手段と、こ
のアノード電流検出手段によるアノード電流の検出値を
人力してヒータ電源を制御しアノード電流の増減量に応
じてその増減方向とは逆方向にヒータ電流を可変させる
ヒータ温度制御手段とを具備させたため、入力電力の変
化に伴うアノード電流の変化に対しヒータ温度の変化幅
が小さくなって入力電力を安定して広く可変することが
でき、またヒータ温度の変化幅が小さくなることからマ
グネトロンの長寿命化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明に係るマグネトロン駆動電
源の実施例を示すもので、第１図は回路図、第２図はア
ノード電流の変化に対するヒータ電流の変化とヒータ温
度の変化を示す特性図である。 １０ニアノード電源、　　　１６：マグネトロン、１７
：アノード、　　　１８：ヒータ、１９ニアノード電流
検出用抵抗（アノード電流検出手段）、 ２０：ヒータ電源、 ３２：制御回路及びカレントトランス等とともにヒータ
温度制御手段を構成するヒータ電流誤差積分器、 ３３：制御回路、 ３４：ヒータ電流検出用のカレントトランス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マグネトロンのアノードに電力を供給するアノード電源
   と、前記マグネトロンのヒータを加熱するヒータ電源と
   、前記マグネトロンのアノード電流を検出するアノード
   電流検出手段と、該アノード電流検出手段による前記ア
   ノード電流の検出値を入力して前記ヒータ電源を制御し
   前記アノード電流の増減量に応じて当該増減方向とは逆
   方向に前記ヒータへのヒータ電流を可変させるヒータ温
   度制御手段とを有することを特徴とするマグネトロン駆
   動電源。