JPH04141932A - マグネトロン装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、マグネトロンからのマイクロ波電力出力値を
小さく指定したときでも、マグネトロンの陰極が正常な
電子放出機能を維持できるようにした可変出力インバー
タ方式のマグネトロン装置に関する。

［従来の技術］ 近年、商用電源から取った電力を一旦整流したのち、ス
イッチング回路で断続して商用電源より遥かに周波数の
高い交流に変換してマグネトロンの電源に使用するイン
バータ方式マグネトロン駆動電源が広く用いられるよう
になってきた。これは周波数が高いので、マグネトロン
の陽極に高い陽極電圧を供給するための昇圧変圧器を小
形軽量にすることができるのと、例えばマグネトロンの
陽極電流がマイクロ波出力の指定値に対応した特定値ま
で上昇した時点で上記スイッチング回路を遮断するよう
にスイッチング素子を動作させる制御手段によってマイ
クロ波出力制御が容易に広範囲に行えるなどのためであ
る。

電子レンジなどのような可変比カインバータ方式マグネ
トロン装置に用いる変圧器には１価格低減のため１つの
磁芯に、１個の入力巻線と、マグネトロン陽極のための
昇圧巻線と、マグネトロン陰極加熱のための低圧巻線と
が巻回されているので、マイクロ波の出力電力を小さく
指定した場合には、上記制御手段によってマグネトロン
陰極加熱用低圧巻線の出力も低下し、陰極が正常な発振
動作に必要な電子放出を行えなくなるようになる。

このような事態の対策として例えば特開昭６１−２３９
５９・４号公報や特開昭６３−２６１６９５号公報には
、マグネトロン陰極の加熱電流を流す回路にコンデンサ
を接続して共振回路を形成させることが記載されている
。

また、マグネトロン動作時に、入力エネルギーのうち、
マイクロ波電力として出力されなかった分は、殆ど全て
マグネトロン自体を加熱して昇温させる。もし、マイク
ロ波出力を大きく指定しながら、無負荷でいわゆる空炊
きをすると、マグネトロンは急激に温度上昇する。この
場合はマグネトロンの内蔵永久磁石も温度上昇し、作用
空間の幽界が低下し、陽極動作電圧が低下し、マグネト
ロン陰極加熱用低圧巻線の出力が、上記の場合同様に正
常な発振動作に必要な電子放出を行えなくなるほど低下
してしまう。このような場合の対策として、特願平１−
２４２０１４号にはマグネトロン陰極の加熱電流を流す
回路に、比較的キュリー点の低いフェライトコアを用い
たインダクタを挿入し、マグネトロンの温度上昇によっ
てフェライトコア温度が上昇しキュリー点に達するとイ
ンダクタのインダクタンス値が消去されてマグネトロン
陰極加熱電流の過度の低下を防止することが述べられて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ マグネトロンの陰極は、陰極物質が蒸発して短寿命にな
ってしまう程の高温は勿論不可であるが、通常、十分な
電子放出を行える程度に常に加熱しておくべきである。

これに対し、上記従来の技術は、主として、＃ｉ接極加
熱低圧巻線の出力電圧が甚だしく低下してしまった特別
な状態に対する対策技術である。

本発明は、常時、マグネトロンの陰極に正常な電子放出
機能を維持させることができ、マグネトロンが常に正常
な発振動作ができるようにした可変出力インバータ方式
のマグネトロン装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明においては、商用交流
電源から整流して得た直流を流す回路をスイッチング素
子により開閉して高周波数の交流に変換し、この交流を
一次側入力とする変圧器の二次側に、マグネトロンの陽
極に整流回路を介して高電圧直流を供給する昇圧巻線と
、マグネトロンの陰極に加熱用交流を供給する低圧巻線
とを設け、上記スイッチング素子の開閉を制御してマグ
ネトロンから指定値のマイクロ波電力を出力させるよう
にした可変出力インバータ方式のマグネトロン装置にお
いて、上記低圧巻線からマグネトロンの陰極に電流を供
給する回路に可変インピーダンス素子を直列に挿入し、
この素子のインピーダンス値を、上記マグネトロン装置
のマイクロ波電力の出力指定値の大、小に対応して大、
小に変化させるようにした。

具体的には、例えば、上記可変インピーダンス素子を可
変インダクタとし、この可変インダクタを、マグネトロ
ンの陰極加熱回路の電線を挿通して鎖交させた少なくと
も１個の環状フェライトコアと、これらのコア夫々に巻
回した開閉可能なニ次巻線回路とで形成し、上記マグネ
トロン装置のマイクロ波電力の出力指定値の大、小に対
応して上記少なくとも１個のフェライトコアに巻回した
二次巻線回路を、開、閉して、上記可変インダクタのイ
ンダクタンス値を制御するようにする。

［作用］ スイッチング素子の開閉を制御してマグネトロンから指
定値のマイクロ波電力を出力させるようにした可変出力
インバータ方式のマグネトロン装置では、大きなマイク
ロ波電力を出力させるように指定した状態では、マグネ
トロン装置の電源変圧器のマグネトロン陰極加熱用低圧
巻線の出力電圧は平均的に高くなり、マイクロ波電力の
出力指定値が小さいときは陰極加熱用低圧巻線の出力電
圧は平均的に低くなる。しかし、本発明によれば、装置
の電源の変圧器の二次側の低圧巻線からマグネトロンの
陰極に電流を供給する回路に直列に挿入した可変インピ
ーダンス素子のインピーダンス値が、マイクロ波電力の
出力指定値が大きいときは大きく、マイクロ波電力の出
力指定値が小さいときは小さくなるので、陰極加熱電流
を、マイクロ波電力の出力指定値の大小に係らず、常時
はぼ一定値に保持させることができ、マグネトロンの陰
極は、常に、正常なマグネトロン発振動作を行うのに十
分な電子放出を行うことができる。

［実施例］ 第１図は本発明一実施例のブロック図である。

５ｏ又は６０　Ｈｚの商用交流電源１から得た電力をダ
イオードブリッジ２で全波整流し、こうして得た直流を
変圧器４の一次巻線に接続した回路に流し、この回路を
トランジスタなどを用いたスイッチング素子３で高速に
開閉して、例えば２０〜５０　ｋ　Ｈｚ程度の高周波数
の交流に変換する。変圧器４の二次側には、マグネトロ
ン５の陽極に高圧ダイオード６や高圧コンデンサ９等よ
りなる倍電圧整流回路を介して直流高電圧を印加する昇
圧巻線４１と、マグネトロン５の陰極フィラメント加熱
回路に給電する低圧巻線４２とが巻かれている。陰極フ
ィラメント加熱回路には、コア７、次巻線４３、及び二
次巻線７１からなる可変インダクタが直列に挿入され、
二次回路のスイッチ８が開いている時は、−次巻線４３
とコア７に生じた磁束とが鎖交して一次巻線４３に逆起
電力が生じ、インダクタとして作用し、スイッチ８が閉
じている時は二次巻線７１に一次巻線４３のアンペアタ
ーンを打ち消すような電流が流れ、インダクタ作用は殆
ど無くなる。

現在°、電子レンジなど、良く用いられている可変出力
インバータ方式のマグネトロン装置では。

最小出力は最大出力の１１５程度にまで絞り込まれる。

もし、マグネトロンの陰極加熱電流がこのような比率で
変化すると最小出力時には十分な電子放出ができなくな
る。本実施例では、最大出方時には、上記可変インダク
タの二次回路のスイッチ８を開いて過大な陰極加熱電流
が流れるのを防止し、最小出力時には、上記スイッチ８
を閉じて可変インダクタのインダクタンス値を最小にし
て、マグネトロン５の陰極から正常な発振を行うのに十
分な電子放出が得られるようにする。

第２図は本実施例に使用した可変インダクタを示す斜視
図で、フェライトコア７は環状で、此の環状のフェライ
トコア７の中を陰極フィラメント回路を形成する導線を
ただ通過させ、可変インダクタの一次巻線４３として用
いている。本実施例では、このような環状のフェライト
コア７を複数筒たとえば５個使用し、最大出方時には５
個の可変インダクタの二次回路のスイッチ８をすべて開
いておき、マグネトロンの電力出方を絞るのに伴って、
順次、５個の可変インダクタの二次回路のスイッチ８を
閉じるようにする。なお、可変インダクタの二次巻線の
巻き回数などは実験的に最適値を選定すれば良い。上記
本実施例に用いた可変インダクタは、磁気コアを巻線に
対して変位させたり、二次回路を高速で開閉し其の開時
間と閉時間の比率を制御できるスイッチング素子を用い
るよりも、製作が容品なため採用した。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、マグネトロンから
のマイクロ波電力出力を大幅に変化させても常にマグネ
トロンを安定して動作させ得る可変出力インバータ方式
のマグネトロン装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のブロック図、第２図は本実施
例に使用した可変インダクタを示す斜視図である。 １・・・商用交流電源、　　２・・・ダイオードブリッ
ジ、３・・・スイッチング素子、　４・・・変圧器、　
５・・・マグネトロン、　　６・・・高圧ダイオード、
　　７・・・コア、８・パ・スイッチ、　９・・・高圧
コンデンサ、　４１・・・昇圧巻線、　４２・・・低圧
巻線、　４３・・・−次巻線、第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、商用交流電源から整流して得た直流を流す回路をス
   イッチング素子により開閉して高周波数の交流に変換し
   、この交流を一次側入力とする変圧器の二次側に、マグ
   ネトロンの陽極に整流回路を介して高電圧直流を供結す
   る昇圧巻線と、マグネトロンの陰極に加熱用交流を供給
   する低圧巻線とを設け、上記スイッチング素子の開閉を
   制御してマグネトロンから指定値のマイクロ波電力を出
   力させるようにした可変出力インバータ方式のマグネト
   ロン装置において、上記低圧巻線からマグネトロンの陰
   極に電流を供給する回路に可変インピーダンス素子を直
   列に挿入し、この素子のインピーダンス値を、上記マグ
   ネトロンのマイクロ波電力の出力指定値の大、小に対応
   して大、小に変化させるようにしたことを特徴とするマ
   グネトロン装置。 ２、上記可変インピーダンス素子を可変インダクタとし
   、この可変インダクタを、マグネトロンの陰極加熱回路
   の電線を挿通して鎖交させた少なくとも１個の環状フェ
   ライトコアと、これらのコア夫々に巻回した開閉可能な
   二次巻線回路とで形成し、上記マグネトロンのマイクロ
   波電力出力指定値の大、小に対応して上記少なくとも１
   個のフェライトコアに巻回した二次巻線回路を、開、閉
   して、上記可変インダクタのインダクタンス値を制御す
   るようにしたことを特徴とする請求項１記載のマグネト
   ロン装置。