JPH0555996B2 - - Google Patents
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- JPH0555996B2 JPH0555996B2 JP60251368A JP25136885A JPH0555996B2 JP H0555996 B2 JPH0555996 B2 JP H0555996B2 JP 60251368 A JP60251368 A JP 60251368A JP 25136885 A JP25136885 A JP 25136885A JP H0555996 B2 JPH0555996 B2 JP H0555996B2
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- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、電子レンジ等のいわゆる誘電加熱を
行う為の高周波加熱装置の改良に関し、さらに詳
しく言えば、バイポーラトランジスタ等の半導体
スイツチ素子を用いたインバータにより高周波電
力を発生し、昇圧トランスにて昇圧してマグネト
ロンを駆動するよう構成した高周波加熱装置の改
良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to improvements in high-frequency heating devices for so-called dielectric heating such as microwave ovens, and more specifically, inverters using semiconductor switch elements such as bipolar transistors. This invention relates to an improvement in a high-frequency heating device configured to generate high-frequency power using a step-up transformer to drive a magnetron.
従来の技術
このような方式の高周波加熱装置は、その電源
トランスの小型化、軽量化、あるいは低コスト化
の為に様々な構成のものが提案されている。BACKGROUND ART Various configurations of high-frequency heating devices of this type have been proposed in order to reduce the size, weight, or cost of the power transformer.
第4図は、従来の高周波加熱装置の回路図であ
る。図に於て、商用電源1の電力はダイオードブ
リツジ2により整流され、単方向電源が形成され
ている。3はインダクタ、4はコンデンサであつ
てインバータの高周波スイツチング動作に対する
フイルタの役割を果すものである。 FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional high frequency heating device. In the figure, power from a commercial power source 1 is rectified by a diode bridge 2 to form a unidirectional power source. 3 is an inductor, and 4 is a capacitor, which serves as a filter for the high frequency switching operation of the inverter.
インバータは共振コンデンサ5、昇圧トランス
6、トランジスタ7、ダイオード8、及び駆動回
路9により構成されている。トランジスタ7は駆
動回路9より供給されるベース電流によつて所定
の周期とデユーテイー(即ち、オンオフ時間比)
でスイツチング動作する。この結果、第5図aの
ような電流1c/d、即ち、トランジスタ7のコ
レクタ電流1cとダイオード8の電流1dが流れ
る。一方、トランジスタ7のオフ時にはコンデン
サ5と一次巻線10との共振により第5図bのよ
うな電圧Vceがトランジスタ7のC−E間に発生
する。このため一次巻線10には高周波電力が発
生する。従つて、二次巻線11、及び三次巻線1
2には各々高周波高圧電力及び高周波低圧電力が
生じる。この高周波高圧電力はコンデンサ13、
及びダイオード14により整流されマグネトロン
15のアノードカソード間に供給され、一方、高
周波低圧電力はカソードヒータに供給される。従
つてマグネトロン15は発振し誘電加熱が可能と
なるものである。なお、マグネトロン15はマグ
ネトロン本体15′と、フイルタを構成するコン
デンサ16,17,18、チヨークコイル19,
20とにより成るものである。また21は駆動回
路9の電源トランスである。このような構成に於
て、昇圧トランス6のコア断面積は一次巻線10
の両端に供給される電力の周波数が高い程小さく
なるので、例えばインバータを20KHz−100KHz
程度の周波数で動作させると商用電源周波数のま
まで昇圧する場合に比べて昇圧トランスの重量、
サイズを数分の一から十数分の一にでき、電源部
の低コスト化が可能であるという特長を有するも
のである。 The inverter includes a resonant capacitor 5, a step-up transformer 6, a transistor 7, a diode 8, and a drive circuit 9. The transistor 7 has a predetermined cycle and duty (i.e., on/off time ratio) by the base current supplied from the drive circuit 9.
Switching works. As a result, a current 1c/d as shown in FIG. 5a, that is, a collector current 1c of the transistor 7 and a current 1d of the diode 8 flow. On the other hand, when the transistor 7 is off, a voltage Vce as shown in FIG. 5b is generated between C and E of the transistor 7 due to resonance between the capacitor 5 and the primary winding 10. Therefore, high frequency power is generated in the primary winding 10. Therefore, the secondary winding 11 and the tertiary winding 1
2, high-frequency high-voltage power and high-frequency low-voltage power are generated, respectively. This high frequency high voltage power is supplied to the capacitor 13,
and rectified by the diode 14 and supplied between the anode and cathode of the magnetron 15, while high frequency low voltage power is supplied to the cathode heater. Therefore, the magnetron 15 oscillates and is capable of dielectric heating. The magnetron 15 includes a magnetron main body 15', capacitors 16, 17, 18 constituting a filter, a chiyoke coil 19,
20. Further, 21 is a power transformer of the drive circuit 9. In such a configuration, the core cross-sectional area of the step-up transformer 6 is equal to that of the primary winding 10.
The higher the frequency of the power supplied to both ends of the
The weight of the step-up transformer is lower when operating at a frequency of
It has the advantage that the size can be reduced from one-tenth to one-tenth, and the cost of the power supply section can be reduced.
トランジスタ7のベースに供給されるベース電
流1bは第5図cのように正電流1b+と負電流
1b−とより成る。正電流1b+はトランジスタ
7のコレクタ電流1cの最大値1cmに対してその
電流増幅率(hfe 例えば30)分の一より大きい
ことが必要である。また、負電流1b−はトラン
ジスタ7のスイツチングスピードを速めスイツチ
ング損失の増大を防止するために、トランジスタ
のベースエミツタ間を逆バイアスすることによつ
て流れる電流である。正電流1b+は第5図a,
cより明らかなようにトランジスタ7の導通期間
の間のコレクタ電流1cの最大値1cm(例えば
60A)によつて決まる値1bm+(例えば22A)と
することが必要であつた。また、負電流1bm−も
コレクタ電流1cの最大値1cmに応じて決まり(例
えば15A)、1cmが大きいほど大電力が必要であ
つた。 The base current 1b supplied to the base of the transistor 7 consists of a positive current 1b+ and a negative current 1b- as shown in FIG. 5c. It is necessary that the positive current 1b+ is larger than the current amplification factor (hfe, for example, 30) of the maximum value of 1 cm of the collector current 1c of the transistor 7. Further, the negative current 1b- is a current that flows by applying a reverse bias between the base and emitter of the transistor in order to increase the switching speed of the transistor 7 and prevent an increase in switching loss. The positive current 1b+ is shown in Figure 5a,
As is clear from c, the maximum value of the collector current 1c during the conduction period of the transistor 7 is 1 cm (for example,
It was necessary to set the value to 1bm + (for example, 22A) determined by 60A). Further, the negative current 1bm- is also determined according to the maximum value 1cm of the collector current 1c (for example, 15A), and the larger 1cm is, the more power is required.
さらに、コレクタ電流1cはいわゆる少数キヤリ
タ蓄積効果によりベース電流1b+が遮断されて
から一定時間toffだけ流れつづけるものであり、
このtoffはトランジスタ7の特性バラツキや温度
などによつて変化するものであつた。そして、こ
のtoffの変化によつて、インバータの出力が変化
するという結果を生じるものであつた。 Furthermore, the collector current 1c continues to flow for a certain period of time toff after the base current 1b+ is cut off due to the so-called minority carrier accumulation effect.
This toff varied depending on variations in characteristics of the transistor 7, temperature, and the like. This change in toff results in a change in the output of the inverter.
このような条件下でトランジスタ7を駆動する
ため駆動回路9は例えば第4図bのような構成と
なるものである。すなわち電源トランス21より
得られる直流電源22,23、発振回路24、ト
ランジスタ25,26,27、抵抗器25−3
6、およびダイオード37より構成されている。 In order to drive the transistor 7 under such conditions, the drive circuit 9 has a configuration as shown in FIG. 4b, for example. That is, DC power supplies 22, 23 obtained from the power transformer 21, oscillation circuit 24, transistors 25, 26, 27, and resistor 25-3.
6 and a diode 37.
発振回路24は所定の周期の導通期間でトラン
ジスタ25,26を交互にオンオフし、第5図c
のようなベース電流をトランジスタ7に供給す
る。しかしながらこのトランジスタ25,26は
かなりの大電流を扱い得るものであることが必要
であり、かつ直流電源22,23もこの大電流を
供給することが必要であつた。したがつて、駆動
回路9および電源トランス21は大型で高価なも
のとならざるを得なかつた。 The oscillation circuit 24 alternately turns on and off the transistors 25 and 26 during a conduction period of a predetermined period, as shown in FIG.
A base current such as is supplied to the transistor 7. However, the transistors 25 and 26 were required to be able to handle a considerably large current, and the DC power supplies 22 and 23 were also required to supply this large current. Therefore, the drive circuit 9 and the power transformer 21 have to be large and expensive.
特に高周波大電流でトランジスタ7を動作させ
る場合は駆動回路9および電源トランス21は極
めて大型で高価なものとなり、例えば20W−50W
程度の電力が必要となるものであつた。 In particular, when operating the transistor 7 with high frequency and large current, the drive circuit 9 and the power transformer 21 become extremely large and expensive; for example, 20W to 50W.
This required a certain amount of electricity.
発明が解決しようとする問題点
このような従来の高周波加熱装置は前述したよ
うに次のような欠点があつた。Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, such conventional high-frequency heating devices have the following drawbacks.
従来の高周波加熱装置は昇圧トランス6をトラ
ンジスタ7等より成るインバータにて付勢し、そ
の電源装置の小型、軽量、低コスト化を図るもの
であつた。 In the conventional high-frequency heating device, the step-up transformer 6 is energized by an inverter including a transistor 7, etc., in order to make the power supply device smaller, lighter, and lower in cost.
しかしながら、トランジスタ7には第5図aお
よびcのようにコレクタ電流1cのピーク値1cmに
相当するベース電流1bm+を供給することが必要
であり、この1bm+を供給するための電力はかな
り大きなものとなつていた。例えば1cm=60Aと
しトランジスタ7のhfeを30とすると1bm+=2A
となり、駆動回路9の消費電力は極めて大きなも
のとなり、駆動回路9および電源トランス21の
大型化高価格化を避けることが困難であつた。 However, it is necessary to supply the base current 1bm+ corresponding to the peak value 1cm of the collector current 1c to the transistor 7 as shown in Figure 5 a and c, and the power required to supply this 1bm+ is quite large. I was getting used to it. For example, if 1cm = 60A and hfe of transistor 7 is 30, 1bm + = 2A
Therefore, the power consumption of the drive circuit 9 becomes extremely large, and it is difficult to avoid increasing the size and price of the drive circuit 9 and the power transformer 21.
さらに、温度変化などによるトランジスタ7の
ストレージタイム(第5図におけるtoffの主因)
の変化や、マグネトロン15の温度変化や経時変
化により生じるコレクタ電流1cmの変化に対応す
るためにはこれに十分なベース電流を供給するこ
とが必要であり、一層駆動回路9、電源トランス
21などの大型化高価格化を生じるばかりでな
く、高周波加熱装置の出力変動を大きくして不安
定なものとし、かつ無駄なトランジスタ7等の損
失を生じさせ、信頼性、安全性を低下させてしま
うという欠点があつた。 Furthermore, the storage time of transistor 7 due to temperature changes (the main cause of toff in Figure 5)
In order to cope with changes in the collector current of 1 cm caused by changes in the temperature of the magnetron 15 and changes over time, it is necessary to supply a sufficient base current. Not only does this result in a larger size and higher price, but it also increases the fluctuation in the output of the high-frequency heating device, making it unstable, and causes unnecessary loss in the transistor 7, etc., reducing reliability and safety. There were flaws.
さらにまた、高圧高周波ダイオード14はその
損失を低くおさえ実用的な性能を実現することが
困難であり、また実現しても極めて高価なものと
ならざるを得なかつた。 Furthermore, it is difficult to reduce the loss of the high-voltage high-frequency diode 14 and achieve practical performance, and even if it were realized, it would be extremely expensive.
問題点を解決するための手段
本発明はこのような従来の高周波加熱装置の欠
点を解決するためになされたものであり、以下に
述べる手段により構成された高周波加熱装置であ
る。Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the drawbacks of such conventional high-frequency heating devices, and is a high-frequency heating device constructed by the means described below.
即ち、商用電源などより得られる単方向電源
と、前記単方向電源により電力を受け半導体スイ
ツチ素子を有するインバータと、共振コンデンサ
と共振回路を形成し前記インバータの出力を昇圧
する昇圧トランスと、前記半導体スイツチ素子を
駆動する駆動回路とを備え、前記昇圧トランスの
二次巻線にコンデンサおよびマグネトロンを並列
接続して前記マグネトロンを付勢する構成とする
とともに、前記半導体スイツチ素子を第一および
第二のトランジスタの直列接続体で構成し、前記
第一のトランジスタを付勢する直流電源と第二の
トランジスタを付勢する発振回路とを前記駆動回
路に設け、前記発振回路が前記共振回路に同期し
て発振する構成としたものである。 That is, a unidirectional power source obtained from a commercial power source or the like, an inverter that receives power from the unidirectional power source and has a semiconductor switch element, a step-up transformer that forms a resonant circuit with a resonant capacitor and boosts the output of the inverter, and the semiconductor a drive circuit for driving a switch element, a capacitor and a magnetron are connected in parallel to the secondary winding of the step-up transformer to energize the magnetron, and the semiconductor switch element is connected to a first and a second The driving circuit includes a series connection of transistors, and includes a DC power source that energizes the first transistor and an oscillation circuit that energizes the second transistor, and the oscillation circuit is synchronized with the resonant circuit. The structure is such that it oscillates.
作 用
本発明は上記構成により以下に述べる作用を有
するものである。Effects The present invention has the following effects due to the above configuration.
即ち、本発明の高周波加熱装置は、昇圧トラン
スの二次巻線にコンデンサとマグネトロンとを設
け、共振型インバータで昇圧トランスを駆動する
よう構成するとともに、共振型インバータの半導
体スイツチ素子を第一および第二のトランジスタ
の直列接続体で構成し、第一のトランジスタを直
流電源で、第二のトランジスタを発振回路で付勢
する構成とし、発振回路が共振回路と同期して動
作するように構成したので、高価な高圧ダイオー
ドを用いることなくマグネトロンを駆動すること
ができ、しかも大電力を扱うトランジスタのスイ
ツチング動作を安定化し、かつ、駆動回路構成の
関素化を実現して大型化高価格化せざるを得なか
つた駆動回路や電源トランスをコンパクトで低価
格なものとすることができる。また、特性変化に
よつて生じる半導体スイツチ素子電流の変動を防
止し、マグネトロンの出力を安定化しかつ半導体
スイツチ素子等の無駄な電力消費を抑制し信頼性
を向上させるという作用を有するものである。 That is, the high-frequency heating device of the present invention is configured such that a capacitor and a magnetron are provided in the secondary winding of a step-up transformer, the step-up transformer is driven by a resonant inverter, and the semiconductor switch elements of the resonant inverter are connected to the first and second windings. The device is composed of a series connection of second transistors, the first transistor is energized by a DC power supply, the second transistor is energized by an oscillation circuit, and the oscillation circuit is configured to operate in synchronization with the resonant circuit. Therefore, it is possible to drive the magnetron without using an expensive high-voltage diode, stabilize the switching operation of the transistor that handles high power, and realize the integration of the drive circuit configuration, thereby reducing the size and price of the magnetron. The drive circuit and power transformer that would otherwise be required can be made compact and inexpensive. It also has the effect of preventing fluctuations in the semiconductor switch element current caused by changes in characteristics, stabilizing the output of the magnetron, suppressing wasteful power consumption of the semiconductor switch elements, etc., and improving reliability.
実施例
以下本発明の高周波加熱装置の一実施例につい
て図面とともに説明する。Embodiment An embodiment of the high frequency heating device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装
置の回路図であり、第4図と同符号のものは相当
する構成要素であり説明を省略する。 FIG. 1 is a circuit diagram of a high-frequency heating device showing an embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 4 are corresponding components, and the explanation thereof will be omitted.
第1図に於て、昇圧トランス6の二次巻線11
にはマグネトロン15が接続されるとともに、そ
のフイルタコンデンサ16,17が図のように並
列接続されている。一方、昇圧トランス6は通常
のトランスよりも一次二次巻線間結合係数が小さ
く(例えば、0.8程度)構成されており、かなり
大きい漏洩インダクタンスを有している。この漏
洩インダクタンスとフイルタコンデンサ16,1
7とが一種のローパスフイルタの作用をするた
め、従来用いられていた高圧ダイオードを用いな
くてもマグネトロンのアノードピーク電源を小さ
く抑えつつ、所定の電波出力を得ることができ、
高圧ダイオードを省略してもマグネトロンを安定
に動作させることができる。すなわち、漏洩イン
ダクタンスとフイルタコンデンサ16,17とに
より、アノード電流のピーク値を抑制することが
できる。このような回路構成にした場合、スイツ
チングトランジスタにはどうしても大電流負荷条
件となるので、単純なバイポーラトランジスタで
はどうしてもスイツチング損失が増加してしま
う。そこで図のように第一および第二のトランジ
スタ40,41を直列接続し、第一のトランジス
タ40のベースには直流電源42を、第二のトラ
ンジスタ41のゲートには発振回路43をそれぞ
れ接続するようにしたものである。この構成によ
りスイツチ素子44の耐圧を第一のトランジスタ
40で分担し、スイツチ動作を第二のトランジス
タ41で分担するようにすることができ、スイツ
チ素子44全体としてのスイツチ損失を低く抑
え、高圧ダイオードを省略した回路構成でありな
がら安定で効率のよいマグネトロン駆動用インバ
ータを実現することができる。また、第一のトラ
ンジスタ40はスイツチ速度が遅いものでよいの
で、高hfeトランジスタを用いることができ、第
二のトランジスタ41は低耐圧の電界効果トラン
ジスタを用いることができるので、駆動回路9の
消費電力は従来に比べて著しく小さくすることが
できる。したがつて電源トランス21もコンパク
トで低価格のものでよく、駆動回路9全体をコン
パクトで低価格のものとすることが可能である。
また発振回路43は図のようにコンデンサ4の電
圧および第一のトランジスタ40のコレクタ電圧
を検出し共振コンデンサ5と昇圧トランス6との
共振に同期して動作する構成である。 In FIG. 1, the secondary winding 11 of the step-up transformer 6
A magnetron 15 is connected to the magnetron 15, and its filter capacitors 16 and 17 are connected in parallel as shown in the figure. On the other hand, the step-up transformer 6 is configured to have a smaller coupling coefficient between the primary and secondary windings (for example, about 0.8) than a normal transformer, and has a considerably large leakage inductance. This leakage inductance and filter capacitor 16,1
7 acts as a kind of low-pass filter, it is possible to obtain a specified radio wave output while keeping the magnetron's anode peak power low without using the conventionally used high-voltage diode.
Even if the high-voltage diode is omitted, the magnetron can operate stably. That is, the peak value of the anode current can be suppressed by the leakage inductance and the filter capacitors 16 and 17. In such a circuit configuration, the switching transistor is inevitably subjected to a large current load condition, so that switching loss inevitably increases with a simple bipolar transistor. Therefore, as shown in the figure, first and second transistors 40 and 41 are connected in series, and a DC power supply 42 is connected to the base of the first transistor 40, and an oscillation circuit 43 is connected to the gate of the second transistor 41. This is how it was done. With this configuration, the withstand voltage of the switch element 44 can be shared by the first transistor 40, and the switching operation can be shared by the second transistor 41, and the switching loss of the switch element 44 as a whole can be kept low, and the high-voltage diode It is possible to realize a stable and efficient magnetron drive inverter with a circuit configuration that omits the above. Furthermore, since the first transistor 40 only needs to have a slow switching speed, a high-hfe transistor can be used, and the second transistor 41 can be a low-voltage field effect transistor, which reduces the consumption of the drive circuit 9. Power can be significantly reduced compared to conventional methods. Therefore, the power transformer 21 may also be compact and inexpensive, and the entire drive circuit 9 can be made compact and inexpensive.
Further, as shown in the figure, the oscillation circuit 43 detects the voltage of the capacitor 4 and the collector voltage of the first transistor 40 and operates in synchronization with the resonance between the resonant capacitor 5 and the step-up transformer 6.
第2図は駆動回路9のさらに詳しい実施回路例
であり、第1図と同符号のものは相当する構成要
素であり説明を省略する。 FIG. 2 shows a more detailed circuit example of the drive circuit 9, and the same reference numerals as in FIG. 1 represent corresponding components, and the explanation thereof will be omitted.
第2図において、発振回路43は、抵抗器45
−48、比較器50、遅延手段50、微分器51
よりなるゼロクロス検知部と、抵抗器52−5
4、コンデンサ55、比較器56、微分器57よ
り成る最長周期タイマーと、抵抗器57−60、
ダイオード61、コンデンサ62、比較器63、
可変基準電圧源64より成るオン時間タイマー
と、このオン時間タイマーの出力をS入力とし、
最長周期タイマーとゼロクロス検知部との和出力
をR入力とするR−S/FF65により構成され
ている。66はアンドゲート、67,68はイン
バータゲート、69はダイオードである。また第
1のトランジスタ40を付勢する直流電源42に
はコンデンサ70、抵抗器71、ダイオード72
が図のように接続されており、第1のトランジス
タ40がベース接地動作を良好にかつ効率良く行
えるようになつている。従つて、従来のtoffによ
る特性変動を防止することができる。 In FIG. 2, the oscillation circuit 43 includes a resistor 45
-48, comparator 50, delay means 50, differentiator 51
A zero cross detection section consisting of a resistor 52-5 and a resistor 52-5.
4. A longest period timer consisting of a capacitor 55, a comparator 56, and a differentiator 57, and resistors 57-60.
Diode 61, capacitor 62, comparator 63,
an on-time timer consisting of a variable reference voltage source 64, and the output of this on-time timer as an S input;
It is composed of an RS/FF65 whose R input is the sum output of the longest cycle timer and the zero-cross detection section. 66 is an AND gate, 67 and 68 are inverter gates, and 69 is a diode. Further, the DC power supply 42 that energizes the first transistor 40 includes a capacitor 70, a resistor 71, and a diode 72.
are connected as shown in the figure, so that the first transistor 40 can perform base-grounding operation well and efficiently. Therefore, characteristic fluctuations caused by conventional toff can be prevented.
第3図は第2図の駆動回路の動作を説明する波
形図であり、同図aおよびbはスイツチ素子44
に流れる電流1c/dおよび第1のトランジスタ
40のコレクタと第2の電界効果トランジスタ4
1のドレインとの間の電圧Vcdである。また同図
cないしgは発振回路44の各部動作波形であ
る。 FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the operation of the drive circuit of FIG.
The current 1c/d flowing through the collector of the first transistor 40 and the second field effect transistor 4
This is the voltage Vcd between the drain and the drain of 1. Further, c to g in the same figure show operation waveforms of each part of the oscillation circuit 44.
ゼロクロス検知部出力Aは同図cのようにコン
デンサ4の電圧VsとVcdとのクロスポイントか
ら一定時間tdだけ遅延してゼロクロス近傍でゼロ
クロスパルスAを発生する。もし何らかの原因で
このクロスポイントが検知されない場合は同図c
およびdに破線で示すようにコンデンサ55の電
圧Bが所定値Cになつた時点で強制ゼロクロスパ
ルスが最長周期タイマーより発生される。R−
S/FF65のR入力にパルスAが入力されると
Q出力は同図eのようにHとなり第2の電界効果
トランジスタ41、したがつてスイツチ素子44
がオンとなり、1cが流れる。同時にオン時間タイ
マーのコンデンサ62が同図fのように充電さ
れ、可変基準電圧源64よりきめられる電圧Eに
達するとオン時間タイマーはR−S/FF65の
S入力に同図gのパルスFを入力する。したがつ
て出力QはLとなり、第2の電界効果トランジス
タ41、したがつてスイツチ素子44がオフとな
り最初の状態に戻り、これをくりかえす。 The output A of the zero cross detection section generates a zero cross pulse A in the vicinity of the zero cross with a delay of a certain time td from the cross point of the voltages Vs and Vcd of the capacitor 4, as shown in FIG. If for some reason this cross point is not detected,
When the voltage B of the capacitor 55 reaches a predetermined value C, as shown by the broken line in and d, a forced zero-crossing pulse is generated by the longest period timer. R-
When pulse A is input to the R input of the S/FF 65, the Q output becomes H as shown in e in the same figure, and the second field effect transistor 41 and therefore the switch element 44
turns on and 1c flows. At the same time, the capacitor 62 of the on-time timer is charged as shown in FIG. input. Therefore, the output Q becomes L, and the second field effect transistor 41 and therefore the switch element 44 are turned off, returning to the initial state, and this process is repeated.
このような回路動作において、第2の電界効果
トランジスタ41はCMOS−ICなどで直接駆動
できるので極めて簡単で低パワーの回路となりコ
ンパクトで低価格なものとすることができる。さ
らに第1のトランジスタ40は低スイツチ速度の
ものでよいから極めて高いhfeのトランジスタを
用いることができ、直流電源42もコンパクトで
低価格なものとすることができる。 In such a circuit operation, the second field effect transistor 41 can be directly driven by a CMOS-IC or the like, resulting in an extremely simple and low-power circuit, which can be compact and inexpensive. Furthermore, since the first transistor 40 can be of low switching speed, a very high hfe transistor can be used, and the DC power supply 42 can also be compact and low cost.
発明の効果
以上に述べたように本発明によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
直流電源あるいは商用電源より得た単方向電源
より電力を得る半導体スイツチインバータにより
昇圧トランスを付勢しマグネトロンを駆動する構
成とし、昇圧トランスの二次巻線にコンデンサと
マグネトロンとを並列接続する構成とするととも
に、半導体スイツチ素子を第一および第二のトラ
ンジスタの直列接続体で構成し、第一のトランジ
スタを駆動回路の直流電源で、第二のトランジス
タを駆動回路の発振回路で付勢するように構成し
たので、
(1) 高価な高周波高電圧ダイオードなしでマグネ
トロンを安定に動作させることができる。 The configuration is such that the step-up transformer is energized and the magnetron is driven by a semiconductor switch inverter that receives power from a unidirectional power source obtained from a DC power source or a commercial power source, and a capacitor and the magnetron are connected in parallel to the secondary winding of the step-up transformer. At the same time, the semiconductor switch element is constituted by a series connection of a first and a second transistor, and the first transistor is energized by the DC power supply of the drive circuit, and the second transistor is energized by the oscillation circuit of the drive circuit. (1) The magnetron can operate stably without an expensive high-frequency, high-voltage diode.
(2) 高周波高電圧ダイオードをなくすることによ
り生じる半導体スイツチ素子の負担を軽減し高
効率で信頼性の高いインバータ回路を実現する
ことができる。(2) Eliminating the high-frequency, high-voltage diode reduces the burden on semiconductor switch elements, making it possible to realize a highly efficient and reliable inverter circuit.
(3) 半導体スイツチ素子の駆動回路構成を簡略化
し、駆動回路およびその電源トランスを大幅に
コンパクト化低コスト化することができる。(3) The configuration of the drive circuit of the semiconductor switch element can be simplified, and the drive circuit and its power transformer can be made significantly more compact and lower in cost.
(4) 上記の結果、高圧ダイオードなどの構成部品
の省略や駆動回路などのコンパクト化により、
高周波加熱装置全体を大幅に小型化低コスト化
することができる。(4) As a result of the above, by omitting components such as high-voltage diodes and making drive circuits more compact,
The entire high-frequency heating device can be significantly reduced in size and cost.
(5) また、第一および第二のトランジスタの直列
接続体とその周辺回路を1チツプまたは複数の
チツプで一体に構成すれば一層のコンパクト化
高信頼性化を実現でき、信頼性の高い高周波加
熱装置を提供することができる。(5) Furthermore, if the series connection of the first and second transistors and their peripheral circuits are integrated into one chip or multiple chips, further compactness and high reliability can be achieved, and highly reliable high frequency A heating device can be provided.
第1図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装
置の回路図、第2図は同装置の駆動回路の詳細な
回路図、第3図は同装置の各部動作電流波形図、
第4図a,bは従来の高周波加熱装置の回路図、
第5図a,b,cは同装置の各部動作電流波形図
である。
1……商用電源、2,3,4……単方向電源、
2……ダイオードブリツジ、3……インダクタ、
4……コンデンサ)、5……共振コンデンサ、6
……昇圧トランス、9……駆動回路、10……一
次巻線、11……二次巻線、15……マグネトロ
ン、40……第一のトランジスタ、41……第二
のトランジスタ、42……直流電源、43……発
振回路、44……半導体スイツチ素子。
FIG. 1 is a circuit diagram of a high-frequency heating device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed circuit diagram of a drive circuit of the device, and FIG. 3 is a diagram of operating current waveforms of each part of the device.
Figures 4a and 4b are circuit diagrams of a conventional high-frequency heating device;
FIGS. 5a, 5b, and 5c are diagrams of operating current waveforms of each part of the device. 1... Commercial power supply, 2, 3, 4... Unidirectional power supply,
2...Diode bridge, 3...Inductor,
4... Capacitor), 5... Resonant capacitor, 6
... Step-up transformer, 9 ... Drive circuit, 10 ... Primary winding, 11 ... Secondary winding, 15 ... Magnetron, 40 ... First transistor, 41 ... Second transistor, 42 ... DC power supply, 43... oscillation circuit, 44... semiconductor switch element.
Claims (1)
記単方向電源により電力を受け、共振コンデンサ
と半導体スイツチ素子を有するインバータと、前
記共振コンデンサと共振回路を構成しインバータ
の出力を昇圧する漏洩型昇圧トランスと、前記半
導体スイツチ素子を駆動する駆動回路とを備え、
前記昇圧トランスの二次巻線にコンデンサ及びマ
グネトロンを並列接続して前記マグネトロンを付
勢する構成とするとともに、前記スイツチ素子を
第一のトランジスタと第二のトランジスタとの直
列接続体で構成し、前記第一のトランジスタを付
勢する直流電源と第二のトランジスタを付勢する
発振回路とを前記駆動回路に設け、前記発振回路
が前記共振回路に同期して発振する構成とした高
周波加熱装置。 2 第一のトランジスタをバイポーラトランジス
タで構成し第二のトランジスタを電界効果トラン
ジスタで構成した特許請求の範囲第1項記載の高
周波加熱装置。 3 第一のトランジスタと第二のトランジスタと
を1チツプまたは2チツプで構成し、単一のパツ
ケージに収納して一体化した特許請求の範囲第1
項または第2項記載の高周波加熱装置。 4 第一のトランジスタのコレクタ電圧と単方向
電源の電圧とを検出して発振回路を共振回路に同
期させるよう構成した特許請求の範囲第1項記載
の高周波加熱装置。 5 二次巻線に接続されるコンデンサをマグネト
ロンの不要輻射防止用コンデンサと兼用した特許
請求の範囲第1項記載の高周波加熱装置。[Scope of Claims] 1. A unidirectional power source obtained from a commercial power source, etc.; an inverter receiving power from the unidirectional power source and having a resonant capacitor and a semiconductor switch element; and an inverter configured to form a resonant circuit with the resonant capacitor; comprising a leakage step-up transformer that steps up the voltage, and a drive circuit that drives the semiconductor switch element,
A capacitor and a magnetron are connected in parallel to the secondary winding of the step-up transformer to energize the magnetron, and the switch element is composed of a series connection of a first transistor and a second transistor, The high-frequency heating device has a structure in which the drive circuit is provided with a DC power supply that energizes the first transistor and an oscillation circuit that energizes the second transistor, and the oscillation circuit oscillates in synchronization with the resonance circuit. 2. The high frequency heating device according to claim 1, wherein the first transistor is a bipolar transistor and the second transistor is a field effect transistor. 3. Claim 1 in which the first transistor and the second transistor are composed of one or two chips and are housed in a single package and integrated.
The high frequency heating device according to item 1 or 2. 4. The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the oscillation circuit is synchronized with the resonant circuit by detecting the collector voltage of the first transistor and the voltage of the unidirectional power source. 5. The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the capacitor connected to the secondary winding also serves as a capacitor for preventing unnecessary radiation of the magnetron.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60251368A JPS62110294A (en) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Radio frequency heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60251368A JPS62110294A (en) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Radio frequency heater |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62110294A JPS62110294A (en) | 1987-05-21 |
JPH0555996B2 true JPH0555996B2 (en) | 1993-08-18 |
Family
ID=17221787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60251368A Granted JPS62110294A (en) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Radio frequency heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62110294A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01109196U (en) * | 1988-01-14 | 1989-07-24 | ||
JP5834596B2 (en) * | 2011-07-29 | 2015-12-24 | 株式会社リコー | High voltage inverter device |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP60251368A patent/JPS62110294A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62110294A (en) | 1987-05-21 |
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