JPS61262087A - Power supply - Google Patents

Power supply

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Publication number
JPS61262087A
JPS61262087A JP61009134A JP913486A JPS61262087A JP S61262087 A JPS61262087 A JP S61262087A JP 61009134 A JP61009134 A JP 61009134A JP 913486 A JP913486 A JP 913486A JP S61262087 A JPS61262087 A JP S61262087A
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JP
Japan
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magnetron
transformer
power
voltage
current
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Application number
JP61009134A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoyoshi Maehara
前原 直芳
Takahiro Matsumoto
松本 孝広
Shigeru Kusuki
楠木 慈
Kazuho Sakamoto
和穂 坂本
Makoto Mihara
誠 三原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/66Circuits
    • H05B6/666Safety circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2206/00Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
    • H05B2206/04Heating using microwaves
    • H05B2206/043Methods or circuits intended to extend the life of the magnetron

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To stabilize the operation by suppling the output of a power converter through a transformer to a load having a reverse blocking characteristic, and suppressing a resonance voltage generated by the floating capacity of the secondary winding of the transformer by reverse bias current bypass means. CONSTITUTION:The power of a commercial power source 1 is fed to a DC power source 18, and supplied to an inverter 19. The inverter 19 energizes a step-up transformer 6 and supplies a high voltage power to a magnetron 17. The first high voltage capacitor connected in parallel between the anode of a magnetron 17 and one cathode terminal and the second high voltage capacitor 22 connected in parallel between the anode of the magnetron 17 and the other terminal form reverse bias current bypass means, and the magnetron 17 suppresses a resonance voltage by the floating capacity of the secondary winding 11 of the transformer 6 generated when the magnetron 17 is reversely biased.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高周波加熱器などに利用され、商用電源などよ
り得られる電源の電力を、電力変換器にて電力変換した
後、この電力変換器の出力をトランスにてさらに変換し
て逆阻止特性を有する負荷にその変換電力を供給するよ
うに構成した電力供給装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is used in high-frequency heaters and the like, and after converting power from a power source obtained from a commercial power source or the like using a power converter, the output of the power converter is This invention relates to a power supply device configured to further convert the power using a transformer and supply the converted power to a load having reverse blocking characteristics.

従来の技術 一般にこのような方式の電力供給装置は、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ために様
々な構成のものが提案されている。
2. Description of the Related Art In general, various configurations of power supply devices of this type have been proposed in order to reduce the size, weight, or cost of the power transformer.

第9図は、従来の電力供給装置の回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional power supply device.

図において、商用電源1の電力はダイオードブリッジ2
により整流され、単方向電源が形成されている。なお3
はインダクタ、4はコンデンサであってインバータの高
周波スイッチング動作に対するフィルタの役割を果すも
のである。
In the figure, the power from commercial power supply 1 is connected to diode bridge 2.
A unidirectional power source is formed. Note 3
4 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
ンジスタ了、ダイオード8および駆動回路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
るベース電流によって所定の周期とデユーティ−(すな
わち、オンオフ時間比)でスイッチング動作する。この
結果、昇圧トランス6の一次巻線1oには第10図(a
)のようなコレクタ電流工。とダイオード電流工dを中
心とした電流I。dが流れ、−次巻線10には第10図
すのような高周波電流工りが流れる。したがって、二次
巻線11および三次巻線12には各々高周波高圧電力お
よび高周波低圧電力が生じる。この高周波低圧電力はコ
ンデンサ13.14およびチョークコイル15.16を
介してマグネトロン17のカソード端子間に供給され、
一方、高周波高圧電力はアノードカソード間に図のよう
に供給される。米国特許第4,318,185号明細書
および図面に示されているようにコンデンサ5とマグネ
トロン17には第10図(C) 、 (d)のような電
流が流れ、マグネトロン17は発振し誘電加熱が可能と
なるものである。
The inverter includes a resonant capacitor 5, a step-up transformer 6, a transistor, a diode 8, and a drive circuit 9. The transistor 7 performs a switching operation with a predetermined period and duty (ie, on/off time ratio) by a base current supplied from the drive circuit 9. As a result, the primary winding 1o of the step-up transformer 6 is
) Collector electrician like. and the current I centered on the diode current d. d flows, and a high frequency current as shown in FIG. 10 flows through the negative winding 10. Therefore, high frequency high voltage power and high frequency low voltage power are generated in the secondary winding 11 and the tertiary winding 12, respectively. This high frequency low voltage power is supplied between the cathode terminals of the magnetron 17 via a capacitor 13.14 and a choke coil 15.16.
On the other hand, high frequency high voltage power is supplied between the anode and cathode as shown in the figure. As shown in the specification and drawings of U.S. Pat. No. 4,318,185, currents as shown in FIGS. 10(C) and 10(d) flow through the capacitor 5 and magnetron 17, and the magnetron 17 oscillates and This allows heating.

このような構成で、トランジスタ7を20 KHz−1
00KHz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−から土数分の−にでき、電源部の小型
化、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。
With this configuration, transistor 7 is operated at 20 KHz-1
When operated at a frequency of about 0.00KHz, the weight of the step-up transformer is reduced compared to when the voltage is stepped up at the commercial power frequency.
It has the advantage that the size can be reduced from a few minutes to an hour's worth, making it possible to downsize and reduce the cost of the power supply section.

特に、アメリカ特許第4,318,165号明細書およ
び図面に示されている電力供給装置は昇圧トランス6の
一次巻線10と二次巻線11の極性が図のようないわゆ
るフライバック型コンバータ回路構成とすることにより
、通常高圧整流のだめに用いられる高圧ダイオードを用
いないでマグネトロン17の駆動可能とし、第9図のよ
うな電力供給装置を実現していた。
In particular, the power supply device shown in the specification and drawings of U.S. Pat. By configuring the circuit, the magnetron 17 can be driven without using a high-voltage diode normally used for high-voltage rectification, and a power supply device as shown in FIG. 9 can be realized.

したがって、非常に高価で、大型かつ高圧の高周波ダイ
オードが不要であるので、より電力供給装置の小型化、
軽量化、低コスト化が実現されていた。
Therefore, there is no need for very expensive, large, and high-voltage high-frequency diodes, which further reduces the size of power supply equipment.
Lighter weight and lower costs were realized.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の電力供給装置は次のよ
うな欠点があった。すなわち、マグネトロン17のアノ
ード電流IAは、第10図(d)に示すようにそのピー
ク値が大きい電流波形とならざるをえなかった。これは
トランジスタ了が導通している期間に一次巻線10に蓄
積されたエネルギーを非導通期間に放出するところのい
わゆるフライバック型コンバータ形式であるためであっ
た。
Problems to be Solved by the Invention However, such conventional power supply devices have the following drawbacks. That is, the anode current IA of the magnetron 17 had to have a current waveform with a large peak value, as shown in FIG. 10(d). This is because the converter is of the so-called flyback type, in which the energy stored in the primary winding 10 while the transistor is conducting is released during the non-conducting period.

また、トランジスタ7が非導通期間のみマグネトロンに
電流が流れるので、所定の平均電流を得ようとする一層
アノード電流IAのピーク値が大きいものとならざるを
えなかった。
Further, since current flows through the magnetron only when the transistor 7 is non-conductive, the peak value of the anode current IA has to be even larger in order to obtain a predetermined average current.

このためマグネトロンのカソードのエミッション能力を
大きくせねばならず、マグネトロンが高価なものとなら
ざるをえなかった。また、アノード電流工Aの立上りピ
ーク値が大きいとカソードのエミッション能力余裕との
関係でいわゆるモーディング現象が発生しやすく、マグ
ネトロンの寿命を著しく短くしたり、電波漏洩量が増加
するなどの不都合があり、電力供給装置の低価格化を制
限したり、その信頼性を低下させるなどの欠点があった
For this reason, the emission capacity of the magnetron's cathode had to be increased, making the magnetron expensive. In addition, if the rising peak value of the anode current A is large, the so-called moding phenomenon tends to occur due to the emission capacity margin of the cathode, which may significantly shorten the life of the magnetron and increase the amount of radio wave leakage. However, there were disadvantages such as limiting the cost reduction of the power supply device and reducing its reliability.

一方、周波数変換器は前述したようにフライバック型で
あった。たとえば文献り、E、Janssonr Co
nverter circuits for 5w1t
ched modepower 5upplies J
  Electronics application
sbulletin、Vol、32.No、3.N、V
、Ph1lips (1973)に示されているように
、このフライバック型コンバータは最も部品点数が少な
く、このためテレビ用高圧電源などに多く利用されてい
る。
On the other hand, the frequency converter was of the flyback type as mentioned above. For example, in the literature, E., Janssonr Co.
nverter circuits for 5w1t
ched modepower 5uplies J
Electronics application
sbulletin, Vol, 32. No, 3. N, V
, Ph1lips (1973), this flyback converter has the smallest number of parts and is therefore widely used in high-voltage power supplies for televisions and the like.

しかしながら、エネルギー機器のような大電力を扱う場
合にはこの特徴が激減してしまい、上記文献の第86頁
から第87頁に記載されているように、たとえば200
Wの出力を得る場合には種々の構成部品の付加が必要と
なり、200W程度以上の出力を得るフライバック型コ
ンバータの実現は実際上難しく、複雑・高価なものとな
らざるを得ないものである。特にトランスのり一ケージ
インダクタンスは、望ましくは零であることが必要であ
るが、このリーケージインダクタンスは実際には零にす
ることが困難であり、トランジスタに重大な影響を及ぼ
すものである。この影響は、扱う電力が大きくなる程重
大であるので、大電力を扱う電力供給装置には、フライ
バック方式のコンバータは適切ではなかった。
However, when dealing with high power such as energy equipment, this feature is drastically reduced, and as described on pages 86 to 87 of the above document, for example, 200
In order to obtain an output of 200 W, it is necessary to add various components, and it is practically difficult to realize a flyback converter that can obtain an output of about 200 W or more, and it must be complicated and expensive. . In particular, the leakage inductance of the transformer should desirably be zero, but this leakage inductance is actually difficult to reduce to zero and has a serious effect on the transistor. This effect becomes more serious as the amount of power handled increases, so flyback type converters are not suitable for power supply devices that handle large amounts of power.

さらにまた、マグネトロンなどの逆阻止特性を有する負
荷に交流出力を供給すると、この負荷が逆バイアスされ
る極性の電圧の場合、二次巻線の浮遊容量とトランスの
インダクタンスとの間で共振電圧が発生し、異常な高圧
が生じるという欠点があり、これを抑制するためには、
トランスの巻線を極めて複雑で高価な構成とすることが
必要であり、実際上は極めて困難であった。
Furthermore, when AC output is supplied to a load with reverse blocking characteristics such as a magnetron, if the polarity voltage causes the load to be reverse biased, a resonant voltage will be generated between the stray capacitance of the secondary winding and the inductance of the transformer. This has the disadvantage of generating abnormally high pressure, and in order to suppress this,
This requires the winding of the transformer to have an extremely complicated and expensive configuration, which is extremely difficult in practice.

本発明はこのような従来の電力供給装置の欠点を解消す
るもので、大電力の負荷に適用でき、かつ信頼性の向上
と低価格化をはかるものである。
The present invention eliminates the drawbacks of the conventional power supply device, and is applicable to a large power load, and improves reliability and lowers the price.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決する本発明の技術的手段は商用電源な
どより得られる電源と、高周波電力を発生する電力変換
器と、逆阻止特性を有する負荷と、この負荷に電力変換
器の出力を供給するトランスと、前記負荷が逆バイアス
時に発生するトランス二次巻線の浮遊容量による共振電
圧を抑制または解消する逆バイアス電流バイパス手段と
により電力供給装置を構成したものである。
Means for Solving the Problems The technical means of the present invention for solving the above problems consists of a power source obtained from a commercial power source, a power converter that generates high-frequency power, a load having reverse blocking characteristics, and this load. A power supply device configured by a transformer that supplies the output of a power converter to the load, and a reverse bias current bypass means that suppresses or eliminates a resonant voltage due to stray capacitance of the transformer secondary winding that occurs when the load is reverse biased. It is.

作  用 本発明の電力供給装置はトランスの二次巻線の浮遊容量
により発生する共振電圧を抑制まだは解消する並バイア
ス電流バイパス手段を有するので、フライバック方式の
コンバータでなくとも逆阻止特性を有する負荷を整流手
段を用いないで付勢することができ、かつ、共振電圧に
よって生じる異常高圧を抑制または解消することができ
る。すなわち、負荷の逆バイアス時に逆バイアス電流を
バイパスすることができるので、フライバック方式のコ
ンバータでなくても電力変換器を安定に動作せしめ、し
かも、異常高圧の発生を防止することができるという作
用を有するものである。
Function: The power supply device of the present invention has a normal bias current bypass means that suppresses or eliminates the resonance voltage generated by the stray capacitance of the secondary winding of the transformer, so it can achieve reverse blocking characteristics even if it is not a flyback type converter. Accordingly, it is possible to energize a load without using a rectifying means, and it is also possible to suppress or eliminate abnormal high voltage caused by a resonant voltage. In other words, since the reverse bias current can be bypassed when the load is reverse biased, the power converter can operate stably even if it is not a flyback converter, and it also prevents abnormally high voltage from occurring. It has the following.

実施例 以下本発明の電力供給装置の一実施例を採用した高周波
加熱装置について口面とともに説明する。
EXAMPLE Hereinafter, a high-frequency heating device employing an example of the power supply device of the present invention will be described together with its mouth surface.

18は直流電源で、商用電源1を整流するダイオードブ
リッジ2、インダクタ3、コンデンサ4からなるもので
、第9図の従来例に同一作用をする。
Reference numeral 18 denotes a DC power supply, which is composed of a diode bridge 2 for rectifying the commercial power supply 1, an inductor 3, and a capacitor 4, and has the same effect as the conventional example shown in FIG.

19は共振コンデンサ5、トランジスタ7、ダイオード
8からなるインバータで、第9図の従来例と同一作用を
する。そして、商用電源1に接続した駆動回路9により
インバータ19が駆動される0商用電源1の電力は直流
電源18に送られインバータ19に供給される。インバ
ータ19は昇圧トランス6を付勢してマグネトロン17
に高圧電力を供給するものである。トランジスタ7、昇
圧トランス6の一次巻線10、共振コンデンサ5および
マグネトロン17に流れる電流はそれぞれ第2図(a)
、Φ) 、 (C)および(d)のようになる。すなわ
ち、昇圧トランス6の一次巻線10には第2図aのよう
にコレクタ電流工。とダイオード電流工dを中心とした
電流I。dが流れる。そして、−次巻線10には第2図
中)のような高周波電流ILが流れる。
Reference numeral 19 denotes an inverter consisting of a resonant capacitor 5, a transistor 7, and a diode 8, which functions in the same way as the conventional example shown in FIG. The inverter 19 is driven by the drive circuit 9 connected to the commercial power source 1. Electric power from the commercial power source 1 is sent to the DC power source 18 and supplied to the inverter 19. The inverter 19 energizes the step-up transformer 6 and the magnetron 17
It supplies high-voltage power to the The currents flowing through the transistor 7, the primary winding 10 of the step-up transformer 6, the resonant capacitor 5, and the magnetron 17 are shown in FIG. 2(a).
, Φ), (C) and (d). That is, the primary winding 10 of the step-up transformer 6 has a collector current wire as shown in FIG. 2a. and the current I centered on the diode current d. d flows. A high frequency current IL as shown in FIG. 2 flows through the negative winding 10.

共振コンデンサ5には第2図(C)のような電流IC1
マグネトロン1了には第2図(d)のようなアノード電
流工Aが流れる。マグネトロン17のアノード電圧VA
Kは第2図(e)のようになる。これは昇圧トランス6
の一次巻線1oと二次巻線11の極性が図のようになっ
ていること、および昇圧トランス6がリーケージ型トラ
ンスとなっていること、さらに第1高圧コンデンサ21
がマグネトロン17のアノードと一方のカソードの端子
間に並列接続されていることによるものである。12は
昇圧トランス6の三次巻線で、チョークコイル15.1
6を介してマグネトロン17のカソードに接続している
。22は第2高圧コンデンサで、マグネトロン17のア
ノードと他方のカソードの端子間に接続しである。2o
はチョークコイル15.16間に接続したコンデンサで
ある。
The resonant capacitor 5 has a current IC1 as shown in Fig. 2 (C).
An anode current A flows through the magnetron 1 as shown in FIG. 2(d). Anode voltage VA of magnetron 17
K becomes as shown in FIG. 2(e). This is step-up transformer 6
The polarity of the primary winding 1o and the secondary winding 11 is as shown in the figure, the step-up transformer 6 is a leakage type transformer, and the first high-voltage capacitor 21 is
This is because they are connected in parallel between the anode and one cathode terminal of the magnetron 17. 12 is the tertiary winding of the step-up transformer 6, and the choke coil 15.1
6 to the cathode of the magnetron 17. A second high voltage capacitor 22 is connected between the anode and the other cathode terminals of the magnetron 17. 2o
is a capacitor connected between choke coils 15 and 16.

第3図は、第1図の本発明の実施例の要部を説明する電
力供給装置の回路図であり、第1図と同一部分には同一
符号をつけて詳細な説明を省略する。
FIG. 3 is a circuit diagram of a power supply device illustrating the main parts of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals and detailed explanations are omitted.

第3図において、昇圧トランス6の一次巻線10に流れ
る電流XL、高圧コンデンサ23の電流ICH1および
アノード電流IAは、昇圧トランス6の一次巻線10と
二次巻線11の極性が図示のようになっているので図中
の矢印のように流れ、トランジスタ7がオンのときマグ
ネトロン17に電流が流れる。
In FIG. 3, the current XL flowing through the primary winding 10 of the step-up transformer 6, the current ICH1 of the high-voltage capacitor 23, and the anode current IA are determined by the polarities of the primary winding 10 and the secondary winding 11 of the step-up transformer 6 as shown in the figure. Therefore, the current flows as shown by the arrow in the figure, and current flows through the magnetron 17 when the transistor 7 is on.

第4図は第3図の回路の一次側等価回路図であリ、Ll
 は−次巻線10の自己インダクタンス、Kは一次巻線
と二次巻線の結合係数である。マグネトロン17は、抵
抗RM、ダイオードDM、ゼナーダイオードZDMの直
列回路で置き換えることができ、この直列回路に並列に
高圧コンデンサCHが逆バイアス電流バイパス手段とし
て接続された構成である。第5図のようにマグネトロン
17の特性は極めて非線形であり、逆バイアスされたと
きは、昇圧トランス6の二次側11は開放状態となって
しまう。このため、高圧コンデンサ23がないときは、
昇圧トランス6の偏磁が生じインバータ19が安定に動
作できなくなる不都合が生じる。また、実際の昇圧トラ
ンスは、第4図に示したようにわずかにリーケージイン
ダクタンス(1−K)Llが存在するので、このリーケ
ージインダクタンスによるスパイク電圧が生じたり、二
次巻線11の浮遊容量による共振電圧が発生して、イン
バータ19やマグネトロン17に悪影響を及ぼしたり、
高い耐圧性能を必要としたりするという不都合を生じる
Figure 4 is the primary side equivalent circuit diagram of the circuit in Figure 3.
is the self-inductance of the -order winding 10, and K is the coupling coefficient between the primary and secondary windings. The magnetron 17 can be replaced with a series circuit of a resistor RM, a diode DM, and a zener diode ZDM, and a high-voltage capacitor CH is connected in parallel to this series circuit as a reverse bias current bypass means. As shown in FIG. 5, the characteristics of the magnetron 17 are extremely nonlinear, and when reverse biased, the secondary side 11 of the step-up transformer 6 becomes open. Therefore, when there is no high voltage capacitor 23,
Unbalanced magnetization of the step-up transformer 6 occurs, causing the inconvenience that the inverter 19 cannot operate stably. In addition, in an actual step-up transformer, there is a slight leakage inductance (1-K) Ll as shown in FIG. Resonant voltage may occur and adversely affect the inverter 19 and magnetron 17,
This results in the inconvenience of requiring high pressure resistance.

しかし、この高圧コンデンサ23により、逆バイアス電
流がバイパスされるので、昇圧トランス6の偏磁が防止
され、フライバック方式以外のコンバータを使用するこ
とが可能となり、逆阻止特性を有する負荷であっても、
ダイオードを用いることなく、大電力に適した電力変換
器を実現することができる。
However, since the reverse bias current is bypassed by this high voltage capacitor 23, biased magnetization of the step-up transformer 6 is prevented, and it becomes possible to use a converter other than the flyback type, and the load has reverse blocking characteristics. too,
A power converter suitable for high power can be realized without using a diode.

マタ、高圧コンデンサCMはマグネトロン17が逆バイ
アスされる極性のとき、浮遊容量などにより二次巻@1
1に発生する第8図のような異常高電圧を防止し、逆電
圧を第2図(e)のような比較的低い値に抑制する作用
を果すものである。したがって、昇圧トランス6やマグ
ネトロン17の耐圧が比較的低いものでよいので安価に
製造することができる。
The high voltage capacitor CM has a secondary winding @1 due to stray capacitance when the magnetron 17 is reverse biased.
This serves to prevent abnormally high voltages as shown in FIG. 8, which occur in the circuit 1, and to suppress the reverse voltage to a relatively low value as shown in FIG. 2(e). Therefore, the step-up transformer 6 and the magnetron 17 need only have relatively low breakdown voltages, so they can be manufactured at low cost.

さらに高圧コンデンサCHの容量を適当に選ぶことによ
り前述したマグネトロンの逆バイアス時における高電圧
を低い値に抑制することができる。
Furthermore, by appropriately selecting the capacitance of the high-voltage capacitor CH, the high voltage when the magnetron is reverse biased can be suppressed to a low value.

第7図に示すようにマグネトロン17のアノード電流I
Aと高圧コンデンサCHの電流ICHとは9o0の位相
差がある。しだがって昇圧トランス6に流れる℃施工L
′は、マグネトロン17の順バイアス時はそれらの合成
電流となり、一方、逆バイアス時は第1高圧コンデンサ
CHの電流rc。
As shown in FIG. 7, the anode current I of the magnetron 17
There is a phase difference of 9o0 between A and the current ICH of the high voltage capacitor CH. Therefore, the °C construction L flowing to the step-up transformer 6
' is the combined current of these when the magnetron 17 is forward-biased, and is the current rc of the first high-voltage capacitor CH when it is reverse-biased.

と等しくなる。第8図はこのことをモデル的に説明する
ための図である。図において、昇圧トランス6の二次巻
@11に流れる電流に相当する電流工L′は正負の両極
性電圧時、○からILPまで変化する(絶縁値のみ考え
る)。これは昇圧トランス6が理想的な定電流源と考え
だ場合である。
is equal to FIG. 8 is a diagram for explaining this in terms of a model. In the figure, the current L' corresponding to the current flowing through the secondary winding @11 of the step-up transformer 6 changes from ◯ to ILP (considering only the insulation value) when the voltage has both positive and negative polarities. This is the case when the step-up transformer 6 is considered to be an ideal constant current source.

高圧コンデンサCHが、ある容量値のときを考える。す
なわち、マグネトロン17の順バイアス時、動作点は0
から図の実線で示す電流ICH上をVAK○まで行き、
アノード電流IAが流れだすとI CH+ I 八  
線上を工L′=ILPまで行って0にもどる。次にマグ
ネトロン17の逆バイアス時は、動作点は0から図の実
線”CH上を工し′=工LPまで行って0にもどる。し
たがって、マグネトロCHの容量値がより小さいもので
あるとすると、流れる電流は一点鎖線で示す工  とな
る。したCH2 かって、逆バイアス時のマグネトロン17の電圧VAK
はVAK=VAK2)VAKlとなり、高圧コンデンサ
CHの容量値が大きいほどマグネトロンの電圧VAKを
、J・さいものとすることができる。しかしながら、高
圧コンデンサCHの容量値が太きすぎるとインバータ1
9の共振コンデンサ5との間でいわゆるビート現象を生
じ、インバータの動作が不安定となってしまう。しだが
って、高圧コンデンサCHの一次側換算容量値をCHl
、共振コンデンサ6の容量値を06とするとき、C5と
CHlとが近い値でないことが必要である。そしてC5
<CHlではインバータ19の安定動作が望めないから
、C5)CHlであることが必要である。
Consider the case where the high voltage capacitor CH has a certain capacitance value. In other words, when the magnetron 17 is forward biased, the operating point is 0.
From the current ICH shown by the solid line in the figure to VAK○,
When the anode current IA starts flowing, I CH+ I 8
Go along the line until L'=ILP and return to 0. Next, when the magnetron 17 is reverse biased, the operating point goes from 0 to LP on the solid line "CH" in the figure and returns to 0. Therefore, if the capacitance value of magnetron CH is smaller, then , the flowing current is as shown by the dashed line.Then, the voltage VAK of the magnetron 17 during reverse bias is
is VAK=VAK2)VAKl, and the larger the capacitance value of the high-voltage capacitor CH, the smaller the magnetron voltage VAK can be. However, if the capacitance value of the high voltage capacitor CH is too large, the inverter 1
A so-called beat phenomenon occurs between the inverter and the resonant capacitor 5 of No. 9, and the operation of the inverter becomes unstable. Therefore, the primary side converted capacitance value of the high voltage capacitor CH is CHl
, when the capacitance value of the resonant capacitor 6 is 06, it is necessary that C5 and CHl are not close values. and C5
Since stable operation of the inverter 19 cannot be expected with <CHl, C5)CHl is required.

このように高圧コンデンサCHは極めて重要な作用効果
を果すものであり、低価格で高信頼性を有し安定な性能
を保証することができる高周波加熱装置を実現する上で
非常に有用である。
As described above, the high-voltage capacitor CH has extremely important functions and effects, and is very useful in realizing a high-frequency heating device that is inexpensive, highly reliable, and can guarantee stable performance.

再び第1図について説明する。第3図における高圧コン
デンサ23は第1図においてマグネトロン17のフィル
タコンデンサと兼用されており、第1および第2の高圧
コンデンサ21および22である。マグネトロン17の
カソード端子間にはコンデンサ20が設けられており、
かつチョークコイル15.16が同一コアにバイファイ
ラ巻に構成されている。したがって両高圧コンデンサ2
1.22の合成容量で第3図における高圧コンデンサ2
3の作用を果す。このようにすることによりカソード端
子間 に供給することができるので高周波電圧でマグネトロン
17を駆動する場合、カソード両端子間の電位差を少く
してマグネトロン1了の安定発振を促進することができ
、高周波の発生を抑制するという効果がある。さらに高
周波電流を高圧コンデンサ21.22に分流することが
できるので高圧コンデンサ21.22の発熱を抑え、低
価格化、高信頼性化を実現することができる。また、高
圧コンデンサ21.22を一体の貫通コンデンサで構成
することによりコンデンサ20をも兼用することができ
、高圧コンデンサ群のコンパクト化、低価格化を実現で
きる。
FIG. 1 will be explained again. The high voltage capacitor 23 in FIG. 3 is also used as the filter capacitor of the magnetron 17 in FIG. 1, and is the first and second high voltage capacitors 21 and 22. A capacitor 20 is provided between the cathode terminals of the magnetron 17,
In addition, the choke coils 15 and 16 are bifilar-wound on the same core. Therefore, both high voltage capacitors 2
High voltage capacitor 2 in Figure 3 with a combined capacitance of 1.22
It fulfills the function of 3. By doing this, the voltage can be supplied between the cathode terminals, so when driving the magnetron 17 with a high frequency voltage, the potential difference between both cathode terminals can be reduced and stable oscillation of the magnetron 1 can be promoted. It has the effect of suppressing the occurrence of. Furthermore, since the high-frequency current can be shunted to the high-voltage capacitors 21, 22, heat generation in the high-voltage capacitors 21, 22 can be suppressed, and lower costs and higher reliability can be realized. Furthermore, by configuring the high voltage capacitors 21 and 22 as integrated feedthrough capacitors, they can also be used as the capacitor 20, making it possible to make the high voltage capacitor group more compact and lower in price.

発明の効果 以上に述べたように本発明は電力変換器の出力をトラン
スを介して逆阻止特性を有する負荷に供給する構成とし
、このトランスの二次巻線の浮遊容量により生じる共振
電圧を抑制または解消する逆バイアス電流バイパス手段
を設けたので、次のような効果を有する。
Effects of the Invention As described above, the present invention has a configuration in which the output of a power converter is supplied to a load having reverse blocking characteristics via a transformer, and the resonant voltage generated by the stray capacitance of the secondary winding of this transformer is suppressed. Alternatively, since a reverse bias current bypass means is provided to eliminate the reverse bias current, the following effects can be obtained.

(1)逆阻止特性を有する負荷であっても、トランスの
二次側にダイオードを用いることなく、トランスの偏磁
などを防止することができ、フライバック方式以外の形
式の電力変換器を用いることができ、大電力負荷に適し
た電力供給装置を提供することができる。
(1) Even if the load has reverse blocking characteristics, biased magnetization of the transformer can be prevented without using a diode on the secondary side of the transformer, and a power converter of a type other than the flyback type can be used. Therefore, it is possible to provide a power supply device suitable for large power loads.

(2)また、負荷の逆バイアス時に生じるスパイク電圧
や浮遊容量による共振電圧を抑制又は解消し、異常高圧
が電力変換器、トランスあるいは負荷に印加されるのを
防止することができ、低価格で信頼性・安全性のすぐれ
た電力供給装置を提供することができる。
(2) In addition, it is possible to suppress or eliminate the spike voltage that occurs when the load is reverse biased and the resonance voltage caused by stray capacitance, and prevent abnormally high voltage from being applied to the power converter, transformer, or load, and at a low cost. A power supply device with excellent reliability and safety can be provided.

(3)さらに、負荷がマグネトロンなどの場合、そのア
ノード電流のピーク値を小さく押えるトランスをも実現
することが可能となる。
(3) Furthermore, when the load is a magnetron or the like, it is possible to realize a transformer that suppresses the peak value of the anode current to a small value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の電力供給装置の一実施例を採用した高
周波加熱装置の回路図、第2図(a)(b)(c)(d
)(e)は同回路の動作電圧電流波形図、第3図は同回
路の要部説明のだめの回路図、第4図は同要部回路の等
価回路図、第6図はマグネトロンの動作電圧電流特性図
、第6図はマグネトロンの異常電圧波形図、第7図はマ
グネトロンと高圧コンデンサの電流ベクトル図、第8図
は高圧コンデンサの作用説明図、第9図は従来の電力供
給装置の回路図、第1o図(a)(b)(C)(d)は
第9図の動作電流波形図である0 1.18・・・・・・電源、(1・・・・・・商用電源
、18・・・・・・直流電源L21,22・・・・・・
逆バイアス電流バイパス手段(21・・・・・・筑1窩
圧コンデンサ、22・・・・・・第2高圧コンデンサ)
、17・・・・・・逆阻止特性を有する負荷(マグネト
ロン)、19・・・・・・電力変換器(インバータ)。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名ず−
−#7111に源 f−一一ηゾ丑Yランス IQ−−−−シ尺氷寥塾 If−−−=次す t7−−−71゛科nソ fδ−一一遍伝屹Aヒゾ秋 f9−−−インバー〃 21.22−−−ヤ11才、高互コ、f、7第2図
Figure 1 is a circuit diagram of a high-frequency heating device that employs an embodiment of the power supply device of the present invention, and Figures 2 (a), (b), (c), and
)(e) is an operating voltage and current waveform diagram of the same circuit, Fig. 3 is a circuit diagram for explaining the main parts of the circuit, Fig. 4 is an equivalent circuit diagram of the main part circuit, and Fig. 6 is the operating voltage of the magnetron. Current characteristics diagram, Figure 6 is an abnormal voltage waveform diagram of the magnetron, Figure 7 is a current vector diagram of the magnetron and high-voltage capacitor, Figure 8 is an explanation diagram of the action of the high-voltage capacitor, and Figure 9 is the circuit of a conventional power supply device. Figure 1o (a), (b), (C), and (d) are the operating current waveform diagrams in Figure 9. , 18...DC power supply L21, 22...
Reverse bias current bypass means (21... Chiku 1 pressure capacitor, 22... 2nd high voltage capacitor)
, 17... Load having reverse blocking characteristics (magnetron), 19... Power converter (inverter). Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person
-#7111 source f-11ηzoox Y Lance IQ-----Shishakuhyojuku If----=next t7--71゛familynsofδ-11pendenen屹Ahizo Autumn f9---Inver〃 21.22---Ya 11 years old, Takatoko, f, 7 Fig. 2

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)商用電源などにより得られる電源と、逆阻止特性
を有する負荷と、この負荷に前記電力変換器の出力を供
給するトランスとを備え、前記電力変換器は少なくとも
1つの半導体スイッチとその駆動手段を有する高周波電
力発生用の電力変換器として構成され、前記負荷が逆バ
イアス時に発生する前記トランスの二次巻線の浮遊容量
による共振電圧を抑制または解消する逆バイアス電流バ
イパス手段を設けてなる電力供給装置。
(1) The power converter includes a power source obtained from a commercial power source, a load having reverse blocking characteristics, and a transformer that supplies the output of the power converter to the load, and the power converter includes at least one semiconductor switch and its driver. The power converter is configured as a power converter for generating high-frequency power, and includes a reverse bias current bypass means for suppressing or eliminating resonant voltage due to stray capacitance of the secondary winding of the transformer that occurs when the load is reverse biased. Power supply device.
(2)前記トランスは半導体スイッチの導通時に前記負
荷が順方向にバイアスされる極性とした特許請求の範囲
第1項記載の電力供給装置。
(2) The power supply device according to claim 1, wherein the transformer has a polarity such that the load is biased in the forward direction when the semiconductor switch is turned on.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5765270A (en) * 1980-10-06 1982-04-20 Ibm Flyback type power source
JPH046268A (en) * 1990-04-25 1992-01-10 Sumitomo Metal Ind Ltd Vapor deposition source for irradiation with electron beam

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