JPS62206788A - 高周波加熱装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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？

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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. （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。