JPH10223150A - マグネトロンの駆動電源 - Google Patents
マグネトロンの駆動電源Info
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Abstract
用できると共に、装置メンテナンスに対し有効なマグネ
トロンの駆動電源を提供する。 【解決手段】フィラメントトランス31の二次巻線側又
は一次巻線側に、マグネトロン30の定格フィラメント
電圧を供給する定格フィラメント電圧用端子40の他
に、定格フィラメント電圧の85〜90%のフィラメン
ト電圧を供給する寿命確認用端子41を有する切替えス
イッチSW3を設けた。
Description
となるマグネトロンの駆動電源に関する。
陽極シリンダー1の内面には、中心に向かって複数の陽
極ベイン2が放射状に形成され、陽極シリンダー1の中
心にはヒータ(陰極)3が配設されている。陽極ベイン
2は、陽極シリンダー1にろう付け等で固定されている
か、または押出し成形等により一体形成されている。陽
極シリンダー1の上下には磁極4が設けられ、磁極4の
外側には円筒状の永久磁石5が設置されている。永久磁
石5の磁束を通すように、ヨーク6、7が配設されてい
る。即ち、ヨーク6、7、永久磁石5及び磁極4により
磁気回路が構成されている。
を通ってヒータ3と陽極ベイン2間で形成される作用空
間に対し、上下方向に必要な直流磁界を与える。高電位
となっているヒータ3から放出された電子は、電界及び
直流磁界の影響を受けて円運動をしながら、各陽極ベイ
ン2先端に高周波電界を形成する。この高周波電界は、
アンテナリード8によってアンテナ9に導かれ外部に放
出される。アンテナ9はアンテナカバー10によって保
護されている。
性及び加工性等を勘案して、一般的に酸化トリウム(T
hO2 )を微量含むタングステンが用いられる。ヒータ
3の上下を支持する上側エンドシールド15及び下側エ
ンドシールド16は、各々陰極リード17、18によっ
て支持され、2本の陰極リード17、18は、入力側セ
ラミック19によって支持されている。陰極リード1
7、18は、陰極端子20と共に入力側セラミック19
に真空気密を保つように銀ろう付けされている。
続され、チョークコイル21は、入力部のケース22を
貫通する貫通コンデンサ23と接続され、貫通コンデン
サ23は電源と接続される。ここで、チョークコイル2
1と貫通コンデンサ23は、マグネトロン内部から見た
場合、ローパスフィルタを形成することになり、ヒータ
3と陽極ベイン2先端の作用空間に発生した低周波数成
分の高周波電界が、陰極リード17、18に伝播するの
を抑制できる。
介して陽極シリンダー1と真空気密を保って係合してい
る。ヨーク6は、金属ガスケット25を介してシール部
品26と電気的に接続され、シール部品26は、陽極シ
リンダー1と同電位となっており、従ってヨーク6は陽
極シリンダー1と同電位となっている。
に産業加熱等に用いられるマグネトロンの駆動回路のス
イッチング電源装置を図4に示す。マグネトロン30
は、フィラメントトランス31及び高圧トランス32の
二次巻線側に接続される。フィラメントトランス31の
二次巻線は、マグネトロン30のヒータ端子に接続さ
れ、ヒータ端子間はフィラメントトランス31の二次巻
線の3〜5Vのヒータ電圧が印加される。
ンデンサ33を介してマグネトロン30のヒータ端子の
一端に接続される。高圧トランス32の二次巻線の他端
はマグネトロン30の陽極(アース)に接続される。つ
まり、高圧トランス32の二次巻線は、コンデンサ33
を介してヒータ端子の一方に高電圧(−4〜5kvp)
が印加する。高圧トランス32の二次巻線とヒータ端子
の他方には、マグネトロン30に流れる負荷電流を検出
するための負荷電流検出器34が設けられている。
るため、ヒータ電圧を印加した3〜4秒後に高電圧が印
加されるようにディレー回路を設けている。フィラメン
トトランス31の一次巻線側には、切替えスイッチSW
1が設けられている。切替えスイッチSW1は予熱端子
35と動作端子36に切り替えるようになっている。高
圧トランス32の一次巻線側には、切替えスイッチSW
2が設けられている。
イッチSW1はフィラメントトランス31の予熱端子3
5に接続されている。切替えスイッチSW2は開いた状
態となっており、この時点では高圧は発生していない。
切替えスイッチSW1及びSW2は、電磁石リレースイ
ッチ37が採用されており、タイマー38の設定により
所定の予熱動作後(3〜4秒後)に、切替えスイッチS
W1は動作端子36に、切替えスイッチSW2は同時に
閉じられ、高電圧が発生する回路構成となっている。即
ち、ヒータ電圧を先に印加し、ヒータを加熱して電子放
射させてから高圧を印加する方式で、予熱印加方式と言
われている。この場合、ヒータ電圧は、予熱時と高圧印
加時(動作時:マイクロ波発振時)で異なるようにディ
レースイッチで切替えを行う。
発生するマイクロ波は、ガス分子をプラズマ化できるこ
とから半導体製造におけるエッチング装置や無電極ラン
プに採用されている。この用途において、マグネトロン
30からのマイクロ波は、常に安定供給されることが要
求される。つまり、マグネトロン30が動作中にモーデ
ィング発生(2450MHz帯以外の周波数帯で発振)
すると、所望とするエッチング性能や光スペクトラムの
乱れを生じ、製品不良に至る。
期には必ず発生することから、マグネトロン寿命時間に
対し、相当な安全を見た使用時間限度を設定し、新品の
マグネトロンと交換することになる。もし、マグネトロ
ンの余寿命をモニターできればマグネトロン個々の寿命
時間バラツキに関係なく、そのマグネトロンを最大限に
使用することができ、装置メンテナンスに対し有効とな
る。
自体の固体差及び使用条件によって大きく異なる。具体
的には、数百時間から1万時間位のバラツキを持ってい
る。このような寿命特性を持つマグネトロンをメンテナ
ンスする手段として、例えば1,000時間使用したら
交換する。つまり、使用時間を設定し、その時間に達し
たら交換するのが一般的である。この場合、当然未だ充
分な余寿命であっても、そのマグネトロンは処分してし
まい、結果的にはメンテナンスコストの増加を招く。
ネトロンを最大限に使用できると共に、装置メンテナン
スに対し有効なマグネトロンの駆動電源を提供すること
にある。
の本発明の手段は、マグネトロンにヒータ電圧を印加す
るフィラメントトランスと、このフィラメントトランス
による加熱後に陽極電圧を供給する高圧トランスとを備
えたマグネトロンの駆動電源において、前記フィラメン
トトランスの二次巻線側又は一次巻線側に、マグネトロ
ンの定格フィラメント電圧を供給する定格フィラメント
電圧用端子の他に、前記定格フィラメント電圧の85〜
90%のフィラメント電圧を供給する寿命確認用端子を
有する切替えスイッチを設けたことを特徴とする。
図2により説明する。なお、図4と同じ又は相当部品に
は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図1に
示すように、切替えスイッチSW1の動作端子36は、
切替えスイッチSW3を介してフィラメントトランス3
1の一次巻線に接続されている。切替えスイッチSW3
は、フィラメントトランス31の一次巻線側から引き出
した2個の定格フィラメント電圧用端子40及び寿命確
認用端子41に切り替えるようになっている。
は、定格フィラメント電圧Efを供給する端子であり、
通常動作時はこの定格フィラメント電圧用端子40に投
入している。他方の寿命確認用端子41は、マグネトロ
ン30の余寿命をモニターするもので、定格フィラメン
ト電圧Efの85〜90%のフィラメント電圧が供給さ
れるようになっている。なお、ここで言う定格フィラメ
ント電圧Efは、マグネトロン30の規格における定格
フィラメント電圧値である。
ィラメント開始電圧Efmの経時変化を示したものであ
る。マグネトロン30の使用時間に伴い、マグネトロン
特性におけるモーディングフィラメント開始電圧Efm
は上昇してくる。このEfmは経時的に徐々に上昇し、
フィラメントトランス31で設定された定格フィラメン
ト電圧Efに達すると、マグネトロン30は完全に発振
停止となる。図中、A点はEfm=Efとなり、マグネ
トロン30の発振が停止して完全寿命停止点となる。E
fmがEfの95%で間欠的なモーディングが発生す
る。B点は間欠的なモーディングが発生するEfm値で
Efmbとする。C点はモーディングが発生したEfm
値でEfmcとする。
をEfm値で強制的に動作させ、即ち、切替えスイッチ
SW3を寿命確認用端子41に接続して強制的に動作さ
せ、マグネトロン30のモーディング発生有無を負荷電
流検出器34によって確認する。モーディング発生有の
場合は、EfmはEfmcまで劣化していることにな
り、余寿命時間はT時間となる。モーディングが検出さ
れればマグネトロンの交換時期に突入したことを意味す
る。従って、このT時間内にマグネトロン30を交換す
る。
は、フィラメントトランス31の一次巻線側に設けた
が、フィラメントトランス31の二次巻線側の設けても
よい。
の二次巻線側又は一次巻線側に、マグネトロンの定格フ
ィラメント電圧を供給する定格フィラメント電圧用端子
の他に、前記定格フィラメント電圧の85〜90%のフ
ィラメント電圧を供給する寿命確認用端子を有する切替
えスイッチを設けたので、余寿命を推定でき、マグネト
ロンを最大限に使用できると共に、装置メンテナンスに
対し有効となる。
態を示す要部回路図である。
電圧の経時変化を示す説明図である。
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 マグネトロンにヒータ電圧を印加するフ
ィラメントトランスと、このフィラメントトランスによ
る加熱後に陽極電圧を供給する高圧トランスとを備えた
マグネトロンの駆動電源において、前記フィラメントト
ランスの二次巻線側又は一次巻線側に、マグネトロンの
定格フィラメント電圧を供給する定格フィラメント電圧
用端子の他に、前記定格フィラメント電圧の85〜90
%のフィラメント電圧を供給する寿命確認用端子を有す
る切替えスイッチを設けたことを特徴とするマグネトロ
ンの駆動電源。 - 【請求項2】 前記切替えスイッチの切替えでマグネト
ロンを動作させた時に生じるモーディングを検出できる
機能を持つことを特徴とする請求項1記載のマグネトロ
ンの駆動電源。
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---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-02-06 JP JP02348297A patent/JP3608897B2/ja not_active Expired - Fee Related
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