JPS62206788A - 高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱装置Info
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- JPS62206788A JPS62206788A JP4880186A JP4880186A JPS62206788A JP S62206788 A JPS62206788 A JP S62206788A JP 4880186 A JP4880186 A JP 4880186A JP 4880186 A JP4880186 A JP 4880186A JP S62206788 A JPS62206788 A JP S62206788A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 36
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
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。
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
本発明は、電子レンジ等の誘電加熱装置に関するもので
、特に半導体スイッチ素子を用いたインバータだより発
生した電力を、外圧トランスを介してマグネトロンに供
給する電源の改良に関するものである。
、特に半導体スイッチ素子を用いたインバータだより発
生した電力を、外圧トランスを介してマグネトロンに供
給する電源の改良に関するものである。
従来の技術
従来、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、また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。
ランスの小型化、軽量化、また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。
第4図は従来の高周波加熱装置の回路図である。
第4図に於て、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。a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りの役割を果たすも
のである。
2により整流され、単方向電源が形成されている。a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りの役割を果たすも
のである。
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よシ供給され
るベース電流によって所定の周期とデユーチフィ−(即
ち、オンオフ時間比)でスイッチング動作する。一方、
トランジスタ7のオフ時にはコンデンサ5と1次巻線1
0との共振により電圧がトランジスタ7のC−E間に発
生する。このため1次巻線10には高周波電力が発生す
る。従って、2次巻線11、及び3次巻線12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。従ってマグネトロン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、フィルタを構成するコンデンサ16
.17.18、f w−り:I イ/L’ 19.20
とによ構成るものである。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、外圧トランス
6のコア断面積は1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−から士数分の−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。
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よシ供給され
るベース電流によって所定の周期とデユーチフィ−(即
ち、オンオフ時間比)でスイッチング動作する。一方、
トランジスタ7のオフ時にはコンデンサ5と1次巻線1
0との共振により電圧がトランジスタ7のC−E間に発
生する。このため1次巻線10には高周波電力が発生す
る。従って、2次巻線11、及び3次巻線12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。従ってマグネトロン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、フィルタを構成するコンデンサ16
.17.18、f w−り:I イ/L’ 19.20
とによ構成るものである。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、外圧トランス
6のコア断面積は1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−から士数分の−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。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、このような従来の回路構成では倍電圧整
流回路を用いるので、ダイオードが高速高耐圧仕様のも
ので、コストが高くかつ、ダイオードによる高周波整流
損失の放熱のために素子が大型になるという問題があっ
た。本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡易な
構成で、小型で安価なマグネトロン用電源を提供するこ
とを目的としている。
流回路を用いるので、ダイオードが高速高耐圧仕様のも
ので、コストが高くかつ、ダイオードによる高周波整流
損失の放熱のために素子が大型になるという問題があっ
た。本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡易な
構成で、小型で安価なマグネトロン用電源を提供するこ
とを目的としている。
問題点を解決するだめの手段
本発明は上記問題を解決するために漏洩型の外圧トラン
スの2次側に共振用コンデンサを接続してマグネトロン
高圧電源として用いるものである。
スの2次側に共振用コンデンサを接続してマグネトロン
高圧電源として用いるものである。
作 用
本発明は、と記した構成により倍電圧整流回路を用いな
いので、高周波動作による問題の要因となったダイオー
ドが不要になる。さらに、ダイオードがないために、従
来は倍電圧回路の蓄電要素として用いられていたコンデ
ンサを、共振用のコンデンサとして利用が可能になり、
そのために小型で安価なマグネトロン用電源が実現でき
る。
いので、高周波動作による問題の要因となったダイオー
ドが不要になる。さらに、ダイオードがないために、従
来は倍電圧回路の蓄電要素として用いられていたコンデ
ンサを、共振用のコンデンサとして利用が可能になり、
そのために小型で安価なマグネトロン用電源が実現でき
る。
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。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シ説明を省略する。従来例第4図と
の構成上の大きな差は、昇圧トランス6の1次巻線10
と並列に接続されていた共振コンデンサ5がなく、本発
明では漏洩型トランス23の2次巻線11と並列に共振
用コンデンサ22が接続されていること。高圧整流ダイ
オード14がないこと。倍電圧整流回路をとらないので
、漏洩型トランス23の巻線仕様や1次2次間の結合係
数の仕様が従来例と異なっていることである。これらの
相違点について以下説明をする。トランジスタ7はL−
C共振回路をヌイッチングしている点で動作は原理的に
従来例と同じであるが、共振用コンデンサ22を2次側
に設けることにより、1次側の共振コンデンサ5は不要
になるので従来例よりもコンデンサが1つ少なくてすむ
。またこの構成によp)ランスの1次巻線と2次巻線と
の巻数比がにnであることから、コンデンサは1次側に
設けたときよυ耐圧はn倍になるが、等価回路的に1次
換算容量はn2倍されるので用いるコンデンサの容量値
は1/n2でよく、したがってコンデンサの体@をきめ
るC−V値(容量値×耐圧)は1次側に設ける場合の1
/ nの大きさになシ、共振用コンデンサ22の大き
さは小型化がはかれる。また倍電圧回路を用いないので
、漏洩型トランス230巻数比は従来例の約2倍に大き
くなるので、共振用コンデンサ22の一層小型化がはか
れる。
ともに説明する。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シ説明を省略する。従来例第4図と
の構成上の大きな差は、昇圧トランス6の1次巻線10
と並列に接続されていた共振コンデンサ5がなく、本発
明では漏洩型トランス23の2次巻線11と並列に共振
用コンデンサ22が接続されていること。高圧整流ダイ
オード14がないこと。倍電圧整流回路をとらないので
、漏洩型トランス23の巻線仕様や1次2次間の結合係
数の仕様が従来例と異なっていることである。これらの
相違点について以下説明をする。トランジスタ7はL−
C共振回路をヌイッチングしている点で動作は原理的に
従来例と同じであるが、共振用コンデンサ22を2次側
に設けることにより、1次側の共振コンデンサ5は不要
になるので従来例よりもコンデンサが1つ少なくてすむ
。またこの構成によp)ランスの1次巻線と2次巻線と
の巻数比がにnであることから、コンデンサは1次側に
設けたときよυ耐圧はn倍になるが、等価回路的に1次
換算容量はn2倍されるので用いるコンデンサの容量値
は1/n2でよく、したがってコンデンサの体@をきめ
るC−V値(容量値×耐圧)は1次側に設ける場合の1
/ nの大きさになシ、共振用コンデンサ22の大き
さは小型化がはかれる。また倍電圧回路を用いないので
、漏洩型トランス230巻数比は従来例の約2倍に大き
くなるので、共振用コンデンサ22の一層小型化がはか
れる。
例えば、約25KHzのインバータで従来0.5μF耐
圧300vの共振コンデンサ5と、巻数比1:20の外
圧トランス6を用いたとすると、本発明では巻数比が略
1:40の漏洩型トランス23を用いることになるので
、共振用コンデンサ22は容量値が約300PFS耐圧
12KVとなるのである。上記数値例えばトランスの結
合係数が1.0の理想トランスの場合についての参考数
値であり、実際は後述の如く結合係数ヲ1.0より小さ
くするので多少異なったものになる。
圧300vの共振コンデンサ5と、巻数比1:20の外
圧トランス6を用いたとすると、本発明では巻数比が略
1:40の漏洩型トランス23を用いることになるので
、共振用コンデンサ22は容量値が約300PFS耐圧
12KVとなるのである。上記数値例えばトランスの結
合係数が1.0の理想トランスの場合についての参考数
値であり、実際は後述の如く結合係数ヲ1.0より小さ
くするので多少異なったものになる。
次に従来例の高圧ダイオード14について説明すると、
高速化のための逆回復特性を向上させる対策は、ダイオ
ードの順方向電圧降下を増大させることになるので、高
速、高耐圧のダイオードはスイッチング損失が増大する
。本発明は、ダイオードがない場合にマグネトロン15
′に電流が流れない期間に発生する高い電圧の問題を、
貫通コンデンサ16及び共振用コンデンサ22に電流を
流す構成をとることで高電圧のレベ/L/’z抑制して
おり、したがって従来のように高価で大型のダイオード
を不用とした電源構成を実現した。
高速化のための逆回復特性を向上させる対策は、ダイオ
ードの順方向電圧降下を増大させることになるので、高
速、高耐圧のダイオードはスイッチング損失が増大する
。本発明は、ダイオードがない場合にマグネトロン15
′に電流が流れない期間に発生する高い電圧の問題を、
貫通コンデンサ16及び共振用コンデンサ22に電流を
流す構成をとることで高電圧のレベ/L/’z抑制して
おり、したがって従来のように高価で大型のダイオード
を不用とした電源構成を実現した。
最後に、トランスの仕様は従来例と異なシ倍電圧回路を
用いないので、1次巻線10と2次巻線11の巻数比は
従来例の約2倍と大きい。また、マグネトロン15′に
漏洩型トランス23を介してトランジスタ7と整合よく
エネルギー供給するだめの定数設計を、結合係数f!:
1.0より小さい範囲で選ぶこと(8洩型トランス)に
より行なっている。このようなトランスは電力整合条件
は満たすが、漏洩インダクタンスをともなうものである
。
用いないので、1次巻線10と2次巻線11の巻数比は
従来例の約2倍と大きい。また、マグネトロン15′に
漏洩型トランス23を介してトランジスタ7と整合よく
エネルギー供給するだめの定数設計を、結合係数f!:
1.0より小さい範囲で選ぶこと(8洩型トランス)に
より行なっている。このようなトランスは電力整合条件
は満たすが、漏洩インダクタンスをともなうものである
。
この漏洩インダクタンスは、トランジスタ7がオフした
とき罠高いスパイク電圧を発生させて(リーケージイン
ダクティブ、スパイク電圧)、トランジスタ7を破壊す
ることが少なくない。本発明ではこのスパイク電圧の発
生を、共振用コンデンサ22を設け、電圧変化スピード
を遅くすること、 によシ防止している。
とき罠高いスパイク電圧を発生させて(リーケージイン
ダクティブ、スパイク電圧)、トランジスタ7を破壊す
ることが少なくない。本発明ではこのスパイク電圧の発
生を、共振用コンデンサ22を設け、電圧変化スピード
を遅くすること、 によシ防止している。
このようなトランジスタ7を駆動するだめの駆動回路9
は例えば、第2図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よシ得られる直流電源24.25
、発振回路26、トランジスタ27.28.29、抵抗
27〜38、及びダイオード39より構成されている。
は例えば、第2図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よシ得られる直流電源24.25
、発振回路26、トランジスタ27.28.29、抵抗
27〜38、及びダイオード39より構成されている。
発振回路26は所定の周期の導通期間で、トランジスタ
27.28を交互にオンオフし、第3図(C)のような
べ一ヌ電流Ibをトランジスタ7に供給する。
27.28を交互にオンオフし、第3図(C)のような
べ一ヌ電流Ibをトランジスタ7に供給する。
このベース電流よりによシ、トランジスタ7に流れるI
Cとダイオード8に流れるダイオードIdは第3図(a
)に示すような変化をし、またトランジスタフがオフシ
タときは、トランジスタ7のコレクターエミッタ間電圧
vcEは共振様の変化をし、第3図(b)のようになる
のである。第3図のコレクタ電流ICが漏洩型トランス
23によシ、3次巻線12によりヒータ電力が2次巻線
11によりアノード−カソード間高電圧が供給されるの
である。実施例はトランジスタ7としてバイホーラトラ
ンジスタを用いる場合を示したが、電界効果トランジス
タや、13t−Mos)ランジスタを用いた場合や、マ
グネトロン15のフィルり用コンデンサ16の容量値を
大きくすることにより、共振用コンデンサ22を省略す
ることも可能である。また逆にマグネトロンのフィルタ
用コンデンサの高周波特性が悪い場合は、その容量値を
小さくして共振コンデンサ22の容量値でカバーする構
成も可能である。
Cとダイオード8に流れるダイオードIdは第3図(a
)に示すような変化をし、またトランジスタフがオフシ
タときは、トランジスタ7のコレクターエミッタ間電圧
vcEは共振様の変化をし、第3図(b)のようになる
のである。第3図のコレクタ電流ICが漏洩型トランス
23によシ、3次巻線12によりヒータ電力が2次巻線
11によりアノード−カソード間高電圧が供給されるの
である。実施例はトランジスタ7としてバイホーラトラ
ンジスタを用いる場合を示したが、電界効果トランジス
タや、13t−Mos)ランジスタを用いた場合や、マ
グネトロン15のフィルり用コンデンサ16の容量値を
大きくすることにより、共振用コンデンサ22を省略す
ることも可能である。また逆にマグネトロンのフィルタ
用コンデンサの高周波特性が悪い場合は、その容量値を
小さくして共振コンデンサ22の容量値でカバーする構
成も可能である。
商用電源だけでなく、自動車などのバッチIJ −によ
る駆動にも利用できる。
る駆動にも利用できる。
発明の効果
以とのように本発明によれば、きわめて簡単な回路構成
で2次側倍電圧整流用のダイオードを省略できるだけで
なく、2次側に共振用コンデンサを設ける構成をとるこ
とで、共振用コンデンサをトランスの1次側に設ける従
来例よりも小型のコンデンサになり、さらにリーケージ
スパイク電圧の発生も防止できるという、実用的な回路
を有、する高周波加熱装置である。
で2次側倍電圧整流用のダイオードを省略できるだけで
なく、2次側に共振用コンデンサを設ける構成をとるこ
とで、共振用コンデンサをトランスの1次側に設ける従
来例よりも小型のコンデンサになり、さらにリーケージ
スパイク電圧の発生も防止できるという、実用的な回路
を有、する高周波加熱装置である。
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図は駆動回路の具体構成回路図、第3図−一赫
一一は第1図の各部動作電圧、電流波形図、第4図は従
来の高周波加熱装置の回路図である。 1・・・・・・商用電源、2・・・・・・ダイオードブ
リッジ、7・・・・・・トランジスタ(スイッチング素
子)、11・・・・・・2次巻線、12・・・・・・3
次巻線、15・・・・・・マグネトロン、16・・・・
・・コンデンサ(マグネトロン用共振用コンデンサ)、
22・・・・・・共振用コンデンサ、/−一一商用電源 ?−−−グイオードフソッシー 7−一一トランジスグ to−7ン5疋=21?ダ、珠 //−2次、春捺 I5− マクオドロン gi 図 15’−マグオドロン本体第2
図 第3図 第4図 1?
図、第2図は駆動回路の具体構成回路図、第3図−一赫
一一は第1図の各部動作電圧、電流波形図、第4図は従
来の高周波加熱装置の回路図である。 1・・・・・・商用電源、2・・・・・・ダイオードブ
リッジ、7・・・・・・トランジスタ(スイッチング素
子)、11・・・・・・2次巻線、12・・・・・・3
次巻線、15・・・・・・マグネトロン、16・・・・
・・コンデンサ(マグネトロン用共振用コンデンサ)、
22・・・・・・共振用コンデンサ、/−一一商用電源 ?−−−グイオードフソッシー 7−一一トランジスグ to−7ン5疋=21?ダ、珠 //−2次、春捺 I5− マクオドロン gi 図 15’−マグオドロン本体第2
図 第3図 第4図 1?
Claims (2)
- (1)商用電源などにより得られる直流電源に接続され
たスイッチング素子及び漏洩型トランスなどからなるイ
ンバータ回路と、前記インバータ回路のトランスの2次
側に、マグネトロンの高い電圧とマグネトロンヒータ電
力を供給する巻線を設け、少なくとも前記高電圧巻線側
には共振用コンデンサを設けた回路を有する高周波加熱
装置。 - (2)共振用コンデンサとして、マグネトロンのフィル
タ用コンデンサを兼用する特許請求の範囲第1項記載の
高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4880186A JPS62206788A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4880186A JPS62206788A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 高周波加熱装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62206788A true JPS62206788A (ja) | 1987-09-11 |
Family
ID=12813320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4880186A Pending JPS62206788A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62206788A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61259488A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-17 | 松下電器産業株式会社 | 高周波加熱装置 |
-
1986
- 1986-03-06 JP JP4880186A patent/JPS62206788A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61259488A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-17 | 松下電器産業株式会社 | 高周波加熱装置 |
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