JPS601749B2 - マグネトロン発振装置 - Google Patents

マグネトロン発振装置

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JPS601749B2
JPS601749B2 JP52071087A JP7108777A JPS601749B2 JP S601749 B2 JPS601749 B2 JP S601749B2 JP 52071087 A JP52071087 A JP 52071087A JP 7108777 A JP7108777 A JP 7108777A JP S601749 B2 JPS601749 B2 JP S601749B2
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JP
Japan
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winding
magnetron
transformer
control
pulse width
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JP52071087A
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弘三 平山
清人 須藤
正 福田
知也 松村
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TDK Corp
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TDK Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F2038/003High frequency transformer for microwave oven

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  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマグネトロン発振装置に係り、とくに高周波加
熱装置として用いるのに好適なマグネトロン発振装置に
関する。
近年、高周波加熱装置としてマグネトロンを用いたマグ
ネトロン発振装置が広く用いられている。
このようなマグネトロンの連続的動作を基にする発振装
置では、使用するマグネトロンを最も効率よくしかも安
全に動作させ、かつマグネトロンの発振出力電圧を任意
に調節し得ることが望まれている。ところで、上記の目
的に使用されるマグネトロンの特性は、第1図に示す如
く、動作点A近傍において低インピーダンスを示し、僅
かな陽極電圧Vpの変化で陽極電流lpが大幅に変化す
る性質を有している。
例えば、マグネトロンの陽極電圧Vpを5kV乃至6k
V程度、陽極電流lpのピーク値を50皿A乃至60肌
A程度に設定したとき、陽極電圧Vpの400Vの変動
に対し陽極電流lpは約IA変化してしまう。このため
、マグネトロンの電源として通常のトランスを用いたの
では陽極電流lpの変動が大きく、効率の低下をきたす
だけでなく、マグネトロンの破損を引起こす恐れがある
。第2図は、上記の点を考慮した一般的なマグネトロン
発振装置であって、現在実用に供されているものを示す
。この発振装置は、商用電源1の電圧をリーケージトラ
ンス2により昇圧し、コンデンサ3、ダイオード4によ
り倍電圧整流してマグネトロン5に供給する構成である
。この構成によれば、定電流特性を有しているIJーケ
ージトランス2を用いているのでマグネトロン5の陽極
電流lpの安定化を図ることが可悩になる。しかし、発
振出力を変えることができない欠点があり、また商用周
波数用のIJーケージトランス2がかなり大型であるの
で、マグネトロン発振装置全体の小型化が困難であった
。これらの欠点を解決するものとして、第3図に示す如
き、商用電源1の周波数を周波数変換器10で10kH
z乃至20kHz程度の高周波に変換した後、高周波高
圧トランス11で昇圧し、コンデンサ3、ダイオード4
により倍電圧整流してマグネトロン5に供給する構成の
発振装置が提案されている。
この構成によれば、高圧トランス11は小型高効率にで
きるから装置全体の小型化が可能であり、また周波数変
換器10の出力周波数を変化させることにより発振出力
を変化させることが可能な筈である。しかしながら、上
記第3図の発振装置を実用化するためには、マグネトロ
ン5の陽極電流lpの安定化を実現しなければならない
が、周波数変換器10の出力電圧及び周波数を必要な程
度にまで安定化することは困難である。
従って、第3図の発振装置の構成のままでは実用に供す
ることが不可能である。本発明は、上記の点に鑑み、マ
グネトロンの動作の安定化を図るとともに発振出力の連
続的な調整を可能にしたマグネトロン発振装置を提供し
ようとするものである。
以下、本発明に係るマグネトロン発振装置の実施例を図
面に従って説明する。第4図は第1実施例を示す。
この図において、普通の高圧トランスの代りにパルス幅
制御トランス20が用いられる。すなわち、商用電源1
よりの交流電圧は整流回路21で整流されてコンバータ
22に加えられ、このコンバータ22の交流出力が出力
トランスを兼ねたパルス幅制御トランス20の1次巻線
N,に供給される。一方、パルス幅制御トランス20の
2次巻線N2には、コンデンサ3及びダイオード4の倍
電圧整流回路を介してマグネトロン5が接続される。前
記パルス幅制御トランス201こは、また補助電源巻線
N3、制御巻線N4及びヒータ巻線N5が設けられてお
り、その補助電源巻線N3の交流出力を整流用ダイオー
ド23、コンデンサ24で整流した動作用電圧Vcが可
変制御回路25に加えられる。この可変制御回路25は
制御巻線N4に流す制御電流lcの値を制御する。なお
、ヒータ巻線N5はマグネトロン5のフィラメント(陰
極)に所要の電力を供給する。パルス幅制御トランス2
川ま、本発明者提案によるものであって、その構造の1
例を第5図に示す。
この図において、パルス幅制御トランス20の滋心30
1ま、主磁路を成す滋心30Aと、パス滋路を成す磁」
030Bの組合せから成り、磁心30AはUI型磁心で
、磁心30BはEI型磁心で夫々構成される。そして1
次巻線N.は磁心Aの一方の脚と磁心30Bの中脚とに
共通に巻回され、2次巻線N2は磁心30Aの他方の脚
に巻回される。また補助電源巻線N3及びヒ−夕巻線N
5は1次巻線N,と同じ脚に巻回される。一方、制御巻
線N4は、第9図にも示すように、磁心30Bの夫々の
側脚に巻回された第1の巻線N4,と第2の巻線N42
とから成り、各巻線N4,,N42に制御電流lcを流
したとき磁心30Bから成るパス磁路に生じる磁束◇4
,,ぐ42が同相となり、しかも1次巻線N,に入力電
圧を印加した場合に生じる磁束?,,,?,2により前
記第1及び第2の巻線N4,,N42に夫々誘起される
電圧が打消し合うように直列接続される。なお、1次巻
線N,を分割し、巻線N,.,N,2から成るように構
成した場合でも、巻線N,.,N,2により生じる磁束
と制御巻線N4の2つの巻線N4,,N独から生じる磁
束との関係は上述と同じことになるのは無論である。上
記の如きパルス幅制御トランス20は、制御巻線N4に
流す直流の制御電流lcを変えることによりパス磁路を
成す磁心30Bの磁化状態を変化させることができ、ひ
いては2次巻線N2に現れる電圧のパルス幅を制御可能
な特性を有している。第6図は前記可変制御回路25の
1例であって、トランジスタ40のベース回路に挿入さ
れた可変抵抗器41を調整することにより制御電流lc
を変える構成である。
以上の如き実施例の構成において、コンバータ22によ
り発生される高周波電圧はパルス幅制御トランス20に
より昇圧された後、コンデンサ3、ダイオード4で倍電
圧整流されてマグネトロン5に供給され、マグネトロン
5の所定の動作によりマイクロ波が発生される。この場
合、パルス幅制御トランス20がパス磁路を有するもの
であって本質的に定電流特性を有しているから、制御巻
線N4の制御電流lcが一定であれば、商用電源1ある
いはコンバータ22自体の変動によりコンバータ22の
出力が変動しても、パルス幅制御トランス20の2次巻
線N2の電流を安定に保つことができる。すなわち、マ
グネトロン5の陽極電流lpを安定化できる。また、制
御巻線N4に流す制御電流lcを増せば、2次巻線N2
からマグネトロン5に流入する陽極電流lpは増大し、
従ってマグネトロン5の発振出力は増加する。逆に制御
電流lcを減じると、発振出力は減少する。しかして、
制御電流lcを連続的に可変とすれば、マグネトロン5
の発振出力を連続的に調整できる。以上説明したように
、上記第1実施例によれば、パルス幅制御トランス20
を用いることにより、マグネトロン5の動作の安定化及
び発振出力の連続的可変制御が共に実現可能であり、し
かもパルス幅制御トランス20は高周波領域で動作する
ものであるから、フェライトコア等を用いた小型軽量で
高効率なものとすることができる。第7図は第2実施例
を示す。この実施例においては、通常のトランスをコン
バータ22の出力トランス50として用い、この出力ト
ランス50の2次側にパルス幅制御トランス20Aを接
続した構成となっている。この構成によっても、第1実
施例と同等の効果をあげることができる。第8図は第3
実施例を示す。
この実施例においては、ヒータ用トランス40がパルス
幅制御トランス20の1次巻線N,に並列に接続され、
これによりコンバータ22の出力電圧を降圧してマグネ
トロン5のフィラメントを加熱するようにしている。こ
の第3実施例によれば、マグネトロン5の発振出力を調
整しても、一定のヒータ電圧を得ることができる。
すなわち、現在広く使用されている制御形コンバータを
用いて制御を行うと、コンバータの出力電圧波形が制御
に伴って変化するため、常に一定電圧を必要とするヒー
タ電圧を得るのに不利であるが、パルス幅制御トランス
20は、制御流lcを変えて制御を行ってもパルス幅制
御トランス20の1次側に印加される電圧波形は何ら変
化せず、通常のスイッチング電圧波形を保持するという
大きな特徴があるからである。この結果、ヒータ用トラ
ンス40を高周波領域で作動させることになり、小型軽
量化が可能である。なお、上記各実施例では、商用電源
入力を一旦整流してからコンバータに加え、コンバータ
で高周波電圧を発生するようにしたが、コンバータとし
て直接商用周波数を高周波に変換するサィクロコンバー
タ等を用いても良い。叙上の様に、本発明によれば、マ
グネトロンの動作の安定化を図るとともに発振出力の連
続的な調整を可能にしたマグネトロン発振装置を得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は高周波加熱等の用途に用いるマグネトロンの特
性の1例を示すグラフ、第2図は現在葵用に供されてい
る一般的なマグネトロン発振装置を示す回路図、第3図
は最近提案されている商用周波数を高周波に変換してか
ら昇圧する型式のマグネトロン発振装置を示す回路図、
第4図は本発明に係るマグネトロン発振装置の第1実施
例を示す回路図、第5図は第1実施列にて用いるパルス
幅制御トランスの1例を示す斜視図、第6図は第1実施
例にて用いる可変制御回路の1例を示す回路図、第7図
は本発明の第2実施例を示す回路図、第8図は第3実施
例を示す回路図、第9図は第5図に示すパルス幅制御ト
ランスの作用を説明するための概略図である。 1・・・商用電源、3,24・・・コンデンサ、4,2
3…ダイオード、5…マグネトロン、20,20A・・
・パルス幅制御トランス、21・・・整流回路、22…
コンバータ、25・・・可変制御回路、40…ヒ−夕用
トランス、N.・・・1次巻線、N2・・・2次巻線、
N3・・・補助電源巻線、N4・・・制御巻線、N5・
・・ヒータ巻線。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 コンバータの出力側にトランスを接続し、該トラン
    スの出力を整流回路を介してマグネトロンに印加するマ
    グネトロン発振装置において、前記トランスを、主磁路
    を成す第1の磁心部分、パス磁路を成す第2の磁心部分
    、それら第1及び第2の磁心部分に共通に巻回される1
    次巻線、前記第1の磁心部分に巻回される2次巻線、及
    び前記第2の磁心部分に巻回される制御巻線を有しかつ
    その制御巻線に制御電流を流すことにより前記パス磁路
    の磁化状態を変化させて前記2次巻線の出力電圧のパル
    ス幅を制御可能なパルス幅制御トランスで構成し、その
    1次巻線にコンバータを、前記2次巻線に整流回路を夫
    々接続するとともに、前記制御電流を可変制御回路で可
    変制御するようにしたことを特徴とするマグネトロン発
    振装置。 2 前記パルス幅制御トランスが、前記可変制御回路に
    電力を供給するための補助電源巻線を1次巻線に密接し
    て設けたものである特許請求の範囲第1項記載のマグネ
    トロン発振装置。 3 前記パルス幅制御トランスが、前記マグネトロンの
    フイラメント加熱用のヒータ巻線を1次巻線に密接して
    設けたものである特許請求の範囲第1項又は第2項記載
    のマグネトロン発振装置。
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