JPS62225164A - Switching power source - Google Patents

Switching power source

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JPS62225164A
JPS62225164A JP61064974A JP6497486A JPS62225164A JP S62225164 A JPS62225164 A JP S62225164A JP 61064974 A JP61064974 A JP 61064974A JP 6497486 A JP6497486 A JP 6497486A JP S62225164 A JPS62225164 A JP S62225164A
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controllable switch
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育男 大和
Kiichi Tokunaga
紀一 徳永
Hisao Amano
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Abstract

PURPOSE:To supply a load with stable voltage, by a method wherein a first voltage source and a second voltage are connected in series, and output variation of the first voltage source is compensated by adjusting output of the second voltage source. CONSTITUTION:A primary winding of a transformer 20 and a controllable switch 30 are connected in series to a DC power source 10. A first voltage source 50 outputting voltage value proportional to voltage generated in a secondary winding of the transformer 20 during ON-period of the controllable switch 30 is connected to the secondary winding. A second voltage source 60 is connected in series to the first voltage source 50, and ontput voltage of the second voltage source 60 is adjusted, thereby variation of the output voltage of the first voltage source 50 is compensated and a load 70 is supplied with stable required voltage.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスイッチング′屯源に係り、特に電子レンジの
マイクロ波源として用いらルるマグネトロンなどの非線
形負荷の駆動に好適なスイッチング電源に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a switching power source, and more particularly to a switching power source suitable for driving a nonlinear load such as a magnetron used as a microwave source in a microwave oven.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のたとえば゛電子レンジのマグネトロン電源などは
、たとえば電子技術第20巻第3号(昭53)9.34
〜45に記載のように、商用交流電圧をトランスにより
昇圧したのちトランス2次側の半波倍電圧整流回路によ
シ整流してマグネトロンに直流電圧を印加する回路であ
って、その出力電力の制御はトランス1次側に直接に接
続された双方向可制御スイッチの通電位相に制御するこ
とにより行なう方式であった。
Conventional magnetron power sources for microwave ovens, for example, are described in Electronic Technology Vol. 20, No. 3 (1973) 9.34.
As described in 45, this is a circuit that boosts a commercial AC voltage using a transformer, rectifies it using a half-wave voltage doubler rectifier circuit on the secondary side of the transformer, and applies a DC voltage to the magnetron. Control was performed by controlling the energization phase of a bidirectional controllable switch directly connected to the primary side of the transformer.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら上記従来技術では電子レンジのiグネトロ
ン電源のトランスを商用周波数で動作させるため、この
トランスが大型・大重量となるうえ商用周波ei50H
z 、60Hzにより別設計する必要があった。さらに
負荷のマグネトa7はアノード・カソード間印加電圧が
カットオフ電圧を超えるとアノード電流が流れ始めて印
加電圧の増加とともにアノード電流が直線的に増加して
マイクロ波出力かえられるが、アノード電・流が臨界値
に達すると異常発撮ヲ起こしてマイクロ波出力がえられ
なくなる特性を有していて、この異常発振はマグネトロ
ンの寿命を著しく短縮するものである。しかもマグネト
ロンのカットオフ′屯圧はたとえば約4kV程度でこの
値がマグネトロンの温度により変わって通常の動作時に
は数100V変動する。しかしながら従来技術ではこの
ような電源電圧およびマグネトロンのカットオフ電圧が
変動した場合について配慮さnていないため、電源電圧
上昇時あるいはカットオフ電圧下降時にはアノード[流
が臨界値を越えて異常発振を起したシ、また電源電圧下
降時あるいはカットオフ電圧上昇時にはマグネトロンの
印加電圧がカットオフ電圧以上とならずにマイクロ波出
力がは°とんど見られなくなる問題点があった。また従
来技術でこの問題′を解決するにはトランスの巻線比を
電源電圧が最低値になった場合にもマグネトロンの印加
電圧がカットオフ電圧以上になる値とし、電源電圧上昇
時にはアノード電流を検出して臨界値に達する以前に上
記双方向可制御スイッチをオフすることによシ異常発振
を防止する方式が考えられるが、しかしこの場合にはア
ノード電流を検出する手段が必要となって上記双方向可
制御スイッチの制御回路も複雑となるなどの問題点があ
る。
However, in the above conventional technology, the transformer of the microwave oven's i-gnetron power supply is operated at commercial frequency, so this transformer is large and heavy, and the commercial frequency is ei50H.
z, 60Hz, it was necessary to design separately. Furthermore, when the applied voltage between the anode and cathode of the load magneto A7 exceeds the cutoff voltage, the anode current starts to flow, and as the applied voltage increases, the anode current increases linearly and the microwave output is changed. It has a characteristic that when a critical value is reached, abnormal oscillation occurs and no microwave output can be obtained, and this abnormal oscillation significantly shortens the life of the magnetron. Moreover, the cutoff pressure of the magnetron is, for example, about 4 kV, and this value changes depending on the temperature of the magnetron, and fluctuates by several hundred volts during normal operation. However, in the conventional technology, no consideration is given to the case where the power supply voltage and the cutoff voltage of the magnetron fluctuate. Furthermore, when the power supply voltage drops or the cutoff voltage rises, the voltage applied to the magnetron does not rise above the cutoff voltage, causing the problem that the microwave output is hardly visible. Furthermore, in order to solve this problem with conventional technology, the turns ratio of the transformer is set to such a value that the voltage applied to the magnetron is equal to or higher than the cutoff voltage even when the power supply voltage reaches its lowest value, and when the power supply voltage rises, the anode current is reduced. One possible method is to prevent abnormal oscillation by detecting the anode current and turning off the bidirectional controllable switch before it reaches a critical value, but in this case, a means for detecting the anode current is required, and the above There are also problems such as the control circuit of the bidirectional controllable switch becoming complicated.

本発明の目的はトランスを小型・軽量化し九電子レンジ
電源などに利用可能で、さらに電源電圧およびマグネト
ロンのカットオフ電圧の変動時にもアノード電流を検出
する必要なく簡単な制御回路で必要なマイクロ波出力が
安定にえられる電子レンジのマグネトロン電源などに最
適に利用可能な、電源電圧変動に対する制御特性がよく
かつマグネトロンなどの非線形負荷に対して安定した電
圧の電力を簡単な回路で供給できる旺済的なスイッチン
グ電源を提供するにある。゛ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は直流電源に直列に接続したトランスの1次巻線
および可制御スイッチの回路の可制御スイッチを高周波
でオン・オフさせ、トランスを高周波で用いることによ
りトランスの小型・軽量化を実曳するが1次の点に着目
する。
The purpose of the present invention is to reduce the size and weight of the transformer so that it can be used as a power source for microwave ovens, etc., and furthermore, even when the power supply voltage and magnetron cut-off voltage fluctuate, it is not necessary to detect the anode current, and the necessary microwave power can be generated with a simple control circuit. Optimal for use in magnetron power supplies for microwave ovens that provide stable output, have good control characteristics against power supply voltage fluctuations, and can supply stable voltage power to nonlinear loads such as magnetrons with a simple circuit. The purpose is to provide a versatile switching power supply. [Means for solving the problem] The present invention turns on and off the primary winding of a transformer connected in series with a DC power supply and the controllable switch of the controllable switch circuit at high frequency, and uses the transformer at high frequency. By doing so, we aim to make the transformer smaller and lighter, but we will focus on the first-order point.

電子レンジのマグネトロン電源などでt源電圧およびマ
グネトロンのカットオフ電圧の変動時にもマグネトロン
に必要な電力を供給できる方式として電流源によシマグ
ネトロンに電力を供給する方式がある。たとえばオン・
オフチョッパ方式では直流′電源に直列に接続したトラ
ンスの1次巻線および可制御スイッチの回路の可制御ス
イッチのオン期間に直流電源のエネルギーをトランスの
励磁エネルギーとして蓄え、可制御スイッチのオフ期間
にトランス6it流源として励磁エネルギーをマグネト
ロンに供給するため、電源電圧変動時にも可制御スイッ
チのオン・オフデユーティを変えてトランスの励磁電流
を制御することによシ、異常発振を起こすことなく必要
な電力をマグネトロンに供給できる。しかしオン・オン
チョッパ方式の出力電力は電源電圧と可制御スイッチの
オン・オフデユーティの積の自乗に比例するため、電源
電圧変動時に一定電力を出力する場合にはオン・オフデ
ユーティと電源電圧が反比例の関係となるので、可制御
スイッチの制御回路に非線形特性をもたせる必要があっ
て制御回路が複・1lliな構成となる。一方でオン・
オンチョッパ方式では出力電圧が可制御スイッチのオン
・オフデユーティに比例するが、を源電圧に比例した値
の出力電圧がマグネトロンに印加されるため、電源電圧
が変動した場合には異常発振を起こしたシ印加電圧がカ
ットオフ電圧を越えないでマイクロ波出力がえられない
現象を生ずる。
As a method of supplying the necessary power to the magnetron even when the t-source voltage and the cut-off voltage of the magnetron fluctuate in the magnetron power supply of a microwave oven, etc., there is a method of supplying power to the symmagnetron using a current source. For example, on
In the off-chopper method, the energy of the DC power source is stored as the excitation energy of the transformer during the ON period of the controllable switch of the primary winding of the transformer connected in series with the DC power source and the controllable switch circuit, and the energy of the DC power source is stored as excitation energy of the transformer during the OFF period of the controllable switch. In order to supply excitation energy to the magnetron as a transformer 6IT current source, even when the power supply voltage fluctuates, the on/off duty of the controllable switch is changed to control the excitation current of the transformer. Power can be supplied to the magnetron. However, the output power of the on-on chopper method is proportional to the square of the product of the power supply voltage and the on-off duty of the controllable switch, so when outputting constant power when the power supply voltage fluctuates, the on-off duty and the power supply voltage are inversely proportional. Therefore, it is necessary to provide the control circuit of the controllable switch with nonlinear characteristics, resulting in a multiple control circuit configuration. On the other hand,
In the on-chopper method, the output voltage is proportional to the on/off duty of the controllable switch, but since the output voltage is applied to the magnetron in proportion to the source voltage, abnormal oscillations may occur if the power source voltage fluctuates. A phenomenon occurs in which microwave output cannot be obtained unless the applied voltage exceeds the cutoff voltage.

本発明の目的は上記に着目して、直R’FII源に接続
したトランスの1次巻線および回部1呻スイッチの直列
回路で、上記トランスの2次巻線に上記可制御スイッチ
のオン期間に該2次巻線に発生する電源電圧に比例した
値の電圧を出力する′gIJ1の電圧源を接続する一方
、上記トランスの2次巻線に上記可制御スイッチのオン
期間に上記トランスの励磁インダクタンスに電源からの
励磁エネルギーを蓄えたのち上記可制御スイッチのオフ
期間に上記トランスの励磁インダクタンスを電流源とし
てその蓄積エネルギーを供給される第2の電圧源を接続
するとともに、上記@1の電圧源および第2の電圧源の
直列回路に負荷を接続する構成とすることによシ、上記
オン・オフチョツノく方式およびオン・オンチョッパ方
式の特徴を併有せしめることにより達成される。
The object of the present invention is to focus on the above, and to provide a series circuit of the primary winding of a transformer connected to a direct R'FII source and a turn section 1 switch, to turn on the controllable switch to the secondary winding of the transformer. A voltage source of 'gIJ1 which outputs a voltage proportional to the power supply voltage generated in the secondary winding during the period is connected, while a voltage source of the transformer is connected to the secondary winding of the transformer during the ON period of the controllable switch. After storing the excitation energy from the power supply in the excitation inductance, during the off period of the controllable switch, the excitation inductance of the transformer is used as a current source and a second voltage source is connected to which the stored energy is supplied. By configuring a load to be connected to the series circuit of the voltage source and the second voltage source, this can be achieved by combining the characteristics of the on-off chopper method and the on-on chopper method.

〔作用〕[Effect]

本発明は電源賀正に比例した電圧を出力する第10嵯圧
源と′電源のエネルギーを電流源に蓄えたのち該電流源
からエネルギーを供給される第2の電圧源を直列に接続
して双方の出力電圧の和を負荷に印加するようにしてい
るため、電源電圧変動時には可制御スイッチのオン・オ
フデユーティ全変えて上記第1の電圧源とともに第2の
電圧源への電流源に蓄えるエネルギーを制御することに
より、第1の電圧源の出力電圧の変動f:第2の電圧源
の出力電圧を調整することにより補償して、負荷に安定
した所望の電圧の磁力が供給される。
In the present invention, a tenth voltage source that outputs a voltage proportional to the voltage of the power source and a second voltage source that stores the energy of the power source in a current source and is supplied with energy from the current source are connected in series. Since the sum of the output voltages is applied to the load, when the power supply voltage fluctuates, the on/off duty of the controllable switch is changed to save the energy stored in the current source to the first voltage source and the second voltage source. By controlling, the fluctuation f in the output voltage of the first voltage source is compensated for by adjusting the output voltage of the second voltage source, and a stable desired voltage of magnetic force is supplied to the load.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の実施例を第1図ないし第9図により説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9.

I@1図は本発明によるスイッチング電源の第1の実施
例を示すブロック図である。第1図において、10は直
流電源、20はトランス、30は可制御スイッチ、40
?′i可制御スイッチ300制御回路で、直流電源10
にトランス20の1次巻線と可制御スイッチ30の直列
回路が接続される。
Figure I@1 is a block diagram showing a first embodiment of a switching power supply according to the present invention. In FIG. 1, 10 is a DC power supply, 20 is a transformer, 30 is a controllable switch, 40
? 'i Controllable switch 300 control circuit, DC power supply 10
A series circuit of the primary winding of the transformer 20 and the controllable switch 30 is connected to.

50は第1の電圧源、60は第2の電圧源、70は負荷
で、トランス20の2次巻線にそれぞれ第1の電圧源5
0と第2の電圧源60を接続し、第1の電圧源50と第
2の電圧源60の直列回路に負荷70を接続する。なお
以下各図面を通じて同一符号は同一または相当部分を示
すものとする。
50 is a first voltage source, 60 is a second voltage source, 70 is a load, and the first voltage source 5 is connected to the secondary winding of the transformer 20.
0 and the second voltage source 60 are connected, and a load 70 is connected to the series circuit of the first voltage source 50 and the second voltage source 60. Note that the same reference numerals indicate the same or corresponding parts throughout the drawings.

第2図は第1図の各部動作波形例図である。第1図の回
路動作を第2図により説明する。第2図の実線で示す波
形のようにトラン・ス20の2次巻線に接続した第1の
電圧源50は可制御スイッチ30のオン期間に直流電源
10の電圧とトランス200巻数比に比例したトランス
2次巻線に発生する電圧を出力電圧として出力する。一
方のトランス20の2次巻線に接続した第2の電圧源6
0は可制御スィッチ300オン期間に直流電源10によ
りトランス20の励磁インダクタンスに蓄えられた励磁
′I/L流による励磁エネルギーを電流源として可制御
スイッチ30のオフ期間に該励磁エネルギーを蓄えて発
生する電圧を出力電圧として出力する。第2図に示すト
ランス2oの励磁電流ノ波形の斜線部は第2の電圧源6
0Vc#積される電荷量を表わす。第1の電流源50と
第2の電流源60の直列回路に接続した負荷7oには第
1の電流源50の出力′直圧と第2の電圧源60の出力
電圧の和の電圧の電力を供給する。この場合に制御回路
40により可制御スイッチ30のオン・オフデユーティ
を変えることにより、?L荷70に供給する出力電圧の
1力を可変にする。
FIG. 2 is an example diagram of operation waveforms of each part in FIG. 1. The operation of the circuit shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. As shown by the waveform shown by the solid line in FIG. 2, the first voltage source 50 connected to the secondary winding of the transformer 20 is proportional to the voltage of the DC power source 10 and the turns ratio of the transformer 200 during the ON period of the controllable switch 30. The voltage generated in the secondary winding of the transformer is output as the output voltage. A second voltage source 6 connected to the secondary winding of one transformer 20
0 is generated by using the excitation energy from the excitation I/L flow stored in the excitation inductance of the transformer 20 by the DC power supply 10 during the on period of the controllable switch 300 as a current source, and storing the excitation energy during the off period of the controllable switch 30. outputs the voltage as the output voltage. The shaded part of the excitation current waveform of the transformer 2o shown in FIG.
0Vc# represents the amount of charge that is multiplied. The load 7o connected to the series circuit of the first current source 50 and the second current source 60 is supplied with electric power having a voltage that is the sum of the direct voltage output of the first current source 50 and the output voltage of the second voltage source 60. supply. In this case, by changing the on/off duty of the controllable switch 30 by the control circuit 40, ? The power of the output voltage supplied to the L load 70 is made variable.

電源it圧変動時には第2図の破線で示す波形のように
直流1源10の電圧が上った場合には(破線l)、制御
回路40により可制御スイッチ3゜のオン・オフデユー
ティを小さくして、トランス20の励磁111流による
励磁エネルギーを減少させ、この励磁エネルギーを電流
源とする第2の電圧源60の出力゛電圧を下げ、第1の
41E源5oの電源電圧に比例した出力電圧の増加分を
補償することにより、負荷70に安定した重圧の電力を
供給する。また直流電源10の電圧が下った場合には(
破線■)、可制御スイッチ300オン・オフデユーティ
を大きくして、トランス20の励磁電流による励磁エネ
ルギーを増加させ、これにより第2の電圧源60の出力
電圧を上げ、第1の重圧源50の出力電圧の減少分を補
償することにより。
If the voltage of the DC 1 source 10 rises as shown by the waveform shown by the broken line in Fig. 2 when the power supply IT voltage fluctuates (broken line l), the control circuit 40 reduces the on/off duty of the controllable switch 3°. Then, the excitation energy caused by the excitation 111 flow of the transformer 20 is reduced, and the output voltage of the second voltage source 60 using this excitation energy as a current source is lowered, and the output voltage is proportional to the power supply voltage of the first 41E source 5o. By compensating for the increase in , stable heavy power is supplied to the load 70. Also, if the voltage of the DC power supply 10 drops (
(broken line ■), the on/off duty of the controllable switch 300 is increased to increase the excitation energy by the excitation current of the transformer 20, thereby increasing the output voltage of the second voltage source 60, and increasing the output of the first heavy pressure source 50. By compensating for the decrease in voltage.

負荷70に安定した出力電圧の電力を供給する。Power with a stable output voltage is supplied to the load 70.

第3図は本発明によるスイッチング′電源の第2の実施
例を示すマグネトロン電源の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a magnetron power supply showing a second embodiment of the switching power supply according to the present invention.

第3図において、21はトランス20の1次巻線、22
は同じく2次巻線で、1次巻線21と2次巻線22の極
性をドツトで示す。3・1は可制御スイッチ30iなす
トランジスタ%32は同じくトランジスタ31の駆動回
路で、トランジスタ31のコレクタはトランス20の1
次巻線21を経て直流電源10の正側に接続し、トラン
ジスタ31のエミッタは直流電源10の負側に接続する
。51は第1の電圧源50をなす第1のダイオード、5
2は同じく第1のコンデンサ、61は第2の電圧源60
をなす第2のダイオード、62は同じく第2のコンデン
サ、71は負荷70t−なすマグネトロン、72n同じ
くマグネトロン71のヒータ電源である。トランス20
の2次巻線22の一端にダイオード51の陽極とダイオ
ード61の陰極を接続し、トランス20の2次巻線22
の他端にコンデンサ52の一端とコンデンサ62の一端
を接続する。コンデンサ52の他端にダイオード51の
陰極とマグネトロン71の陽極(接地)を接続し、コン
デンサ62の他端にダイオード61の陽極とマグネトロ
ン71の陰極を接続する。
In FIG. 3, 21 is the primary winding of the transformer 20, 22
is also a secondary winding, and the polarities of the primary winding 21 and secondary winding 22 are indicated by dots. 3.1 is a controllable switch 30i, a transistor %32 is a drive circuit for the transistor 31, and the collector of the transistor 31 is connected to the transistor 1 of the transformer 20.
It is connected to the positive side of the DC power supply 10 via the next winding 21, and the emitter of the transistor 31 is connected to the negative side of the DC power supply 10. 51 is a first diode forming the first voltage source 50;
2 is also the first capacitor, 61 is the second voltage source 60
62 is a second capacitor, 71 is a magnetron which is a load 70t, and 72n is a heater power source for the magnetron 71. transformer 20
The anode of the diode 51 and the cathode of the diode 61 are connected to one end of the secondary winding 22 of the transformer 20.
One end of the capacitor 52 and one end of the capacitor 62 are connected to the other end. The cathode of the diode 51 and the anode (ground) of the magnetron 71 are connected to the other end of the capacitor 52, and the anode of the diode 61 and the cathode of the magnetron 71 are connected to the other end of the capacitor 62.

第4図(a)、 (b)はそれぞれ第3図のトランジス
タ31がオン、オフ状態の等価回路・図である。第4図
(a)、 (b)において、25はトランス20の励磁
インダクタンスである。第3図のトランジスタ31のオ
ン、オフ時の回路動作を第4図(a)、 (b)にょシ
説明する。第4図(a)のトランジスタ31のオン時に
は第1の電圧源50をなす第1のダイオード51が導通
して第1のコンデンサ52を直流電源10によυ矢印方
向の電流で充電し、負荷70をなすマグネトロン71に
はコンデンサ52の充電電圧と第2の電圧源をなすfX
2のコンデンサ62の重圧の和の電圧を印加して電力を
供給する。さらにこのオン時にトランス20の励磁イン
ダクタンス25に矢印方向の励磁電流による励磁エネル
ギーを直流電源10により蓄える。一方の第4図(b)
のトランジスタ31のオフ時にはトランス20の2次巻
線22に逆起電力が発生し、第2の電圧源60をなす第
2のダイオード61が導通して第2のコンデンサ62を
jE4図(a)のオン時に励磁インダクタンス25に蓄
えた励磁エネルギーを1!流源として矢印方向の゛電流
で充電し、マグネトロン71には741のコンデンサ5
2ど第2のコンデンサ62の充電電圧の和の電圧を印加
して電力を供給する。この場合に制御回路40によシ駆
動回路32を介してトランジスタ31を直流電源10の
電圧とマグネトロン71に供給する基準出力電力とから
決まるオン・オフデユーティで駆動する。
FIGS. 4(a) and 4(b) are equivalent circuit diagrams in which the transistor 31 of FIG. 3 is in the on and off states, respectively. In FIGS. 4(a) and 4(b), 25 is the excitation inductance of the transformer 20. The circuit operation when the transistor 31 shown in FIG. 3 is turned on and off will be explained with reference to FIGS. 4(a) and 4(b). When the transistor 31 in FIG. 4(a) is turned on, the first diode 51 constituting the first voltage source 50 is conductive, and the first capacitor 52 is charged by the DC power supply 10 with a current in the direction of the arrow υ, and the load The magnetron 71 which forms part 70 has a charging voltage of capacitor 52 and fX which forms a second voltage source.
A voltage equal to the sum of the pressures of the two capacitors 62 is applied to supply power. Further, when the transformer is turned on, excitation energy generated by the excitation current in the direction of the arrow is stored in the excitation inductance 25 of the transformer 20 by the DC power supply 10. Figure 4(b) on one side
When the transistor 31 is off, a back electromotive force is generated in the secondary winding 22 of the transformer 20, the second diode 61 forming the second voltage source 60 becomes conductive, and the second capacitor 62 is The excitation energy stored in the excitation inductance 25 when turned on is 1! It is charged with the current in the direction of the arrow as a current source, and the magnetron 71 has a capacitor 5 of 741.
A voltage equal to the sum of the charging voltages of the second capacitor 62 is applied to supply power. In this case, the transistor 31 is driven by the control circuit 40 via the drive circuit 32 with an on/off duty determined from the voltage of the DC power supply 10 and the reference output power supplied to the magnetron 71.

また直流電源10の電圧変動時には上記第1図および第
2図の実施例と同様にトランジスタ31のオン・オフデ
ユーティを制御することにより、トランス20の2次電
圧とともに励磁電流を制御してコンデンサ51とともに
コンデンサ62の充電電圧を変え、マグネトロン71の
印加電圧の変動を抑えて所定の出力電力を供給する。
Furthermore, when the voltage of the DC power source 10 fluctuates, the on/off duty of the transistor 31 is controlled in the same manner as in the embodiments shown in FIGS. By changing the charging voltage of the capacitor 62, fluctuations in the voltage applied to the magnetron 71 are suppressed to supply a predetermined output power.

第5図は第3図の各部動作波形例図である。第3図のマ
グネトロン71のカットオフ電圧変動時を含む回路動作
を第5図により説明する。第5図の実線で示す波形のよ
うに直流電源10によりトランジスタ31のオン・オフ
期間の各部動作が行なわれる。マグネトロン71のカッ
トオフ電圧変動時には第5図の破線で示す波形のように
カットオフ電圧が上つ九場合には(破線・I)、アノー
ド電流すなわちコンデンサ62の放電′成荷量が減少す
るため1次の動作周期のトランジスタ31のオフ期間の
コンデンサ62の充4r!L圧が図示のように上昇する
。またカットオフ重圧が下った場合にIfi(破線■)
、アノード′醒流すなわちコンデンサ62の放電′4荷
量が増〃口するため1次の動作周期のトランジスタ31
のオフ期間のコンデンサ62の充電電圧が図示のように
低下する。このようにマグネトロン71のカットオフ電
圧の変動に応じてコンデンサ62の充電電圧が変わり、
コンデンサ52の電圧とコンデンサ62の充電電圧の和
のマグネトロン71への印加電圧が変わるので無制御で
アノード電流の変動を抑えることができる。
FIG. 5 is an example diagram of operation waveforms of each part in FIG. 3. The circuit operation of the magnetron 71 shown in FIG. 3, including when the cutoff voltage varies, will be explained with reference to FIG. As shown by the waveform shown by the solid line in FIG. 5, the DC power supply 10 performs various operations during the on/off period of the transistor 31. When the cut-off voltage of the magnetron 71 fluctuates, as shown in the waveform shown by the broken line in FIG. Charging of the capacitor 62 during the OFF period of the transistor 31 in the first operation cycle 4r! The L pressure increases as shown. Also, if the cutoff pressure decreases, Ifi (dashed line ■)
, the anode' current, that is, the amount of discharge '4 of the capacitor 62 increases, so that the transistor 31 in the first operation cycle increases.
The charging voltage of the capacitor 62 during the off-period decreases as shown in the figure. In this way, the charging voltage of the capacitor 62 changes according to the fluctuation of the cutoff voltage of the magnetron 71,
Since the voltage applied to the magnetron 71, which is the sum of the voltage of the capacitor 52 and the charging voltage of the capacitor 62, changes, fluctuations in the anode current can be suppressed without control.

この場合の出力′成力P、直流電源電圧E、マグネトロ
ンのカットオフ電圧Ec、hランジスタのオン・オフデ
ユーティρの関係はトランジスタのスイッチング周波数
f、)ランスの巻数比n、トランスの励磁インダクタン
スLに対して次式となる。
In this case, the relationship among the output power P, the DC power supply voltage E, the cutoff voltage Ec of the magnetron, and the on/off duty ρ of the h transistor is the switching frequency f of the transistor, the turns ratio n of the lance, and the excitation inductance L of the transformer. In contrast, the following equation is obtained.

第6図(a)、 (b)はそれぞれ上式より得られる第
3図の特性何区で、第6図(a)の実線は直流電源10
の電圧の変動に対するトランジスタ31のオン・オフデ
ユーティの定出力電力制御特性図、46図(b)はマグ
ネトロン71のカットオフ電圧の変動に対する無制御時
の出力電力特性図である。第6図(a)の破線は従来の
オン・オフチョッパ方式の特性を示す。IX 619(
a)の破線で示す従来のオン・オフチョッパ方式の直流
電源の電圧が変動した場合のオン・オフデユーティの定
出力電力制御特性が非線形なのに対して、実線で示す第
3図の直流電源10の電圧Eが変動した場合のトランジ
スタ310オン・オフデユーティρの定出力電力Pの制
御特性はほぼ線形の特性となる7捷た第6図(b)に示
す第3図のマグネトロン71のカットオフ電圧Ecが変
動した場合の出力心力Pの特性はほぼ平坦であってカッ
トオフ電圧の変動の影響が小さい。
6(a) and 6(b) are the characteristic sections of FIG. 3 obtained from the above formula, respectively, and the solid line in FIG. 6(a) is the DC power supply 10
FIG. 46(b) is a constant output power control characteristic diagram of the on/off duty of the transistor 31 with respect to fluctuations in the voltage of the magnetron 71. FIG. The broken line in FIG. 6(a) shows the characteristics of the conventional on-off chopper system. IX 619 (
The constant output power control characteristics of the on-off duty when the voltage of the conventional on-off chopper type DC power supply shown by the broken line in a) fluctuates is non-linear, whereas the voltage of the DC power supply 10 in Fig. 3 shown by the solid line The control characteristic of the constant output power P of the on/off duty ρ of the transistor 310 when E varies is almost linear.The cutoff voltage Ec of the magnetron 71 in FIG. 3 shown in FIG. 6(b) is The characteristic of the output cardiac force P when it fluctuates is almost flat, and the influence of the fluctuation of the cutoff voltage is small.

このように第3図の実施例では、トランジスタ31のオ
ン期間に導通して第1のコンデンサ52へ電流路を形成
する極性に接続さ“れる2次巻線22および第1のダイ
オード51の直列回路を上記第1のコンデンサ52に並
列に接続して第1の電圧源50を構成する一方、トラン
ジスタ31のオフ期間に導通して第2のコンデンサ62
へ電流路を形成する極性に接続される2次巻線22およ
び第2のダイオード61の直列回路を上記!2のコンデ
ンサ62に並列に接続して第2の電圧源60を構成する
とともに、上記第1のコンデンサ52および第2のコン
デンサ62の直列回路をマグネトロン71に並列に接続
する構成により、簡単な回路構成で電源電圧およびマグ
ネトロンのカットオフ電圧の変動時にも安定した電圧の
電力を供給して、所定のマイクロ波出力を得ることがで
きる。
Thus, in the embodiment of FIG. 3, the secondary winding 22 and the first diode 51 are connected in series with a polarity that is conductive during the ON period of the transistor 31 and forms a current path to the first capacitor 52. A circuit is connected in parallel to the first capacitor 52 to form the first voltage source 50, while the circuit is connected in parallel to the first capacitor 52 to form the second capacitor 62.
The series circuit of the secondary winding 22 and the second diode 61 connected to the polarity forming a current path to the above! By connecting the second capacitor 62 in parallel to form the second voltage source 60, and connecting the series circuit of the first capacitor 52 and the second capacitor 62 in parallel to the magnetron 71, a simple circuit can be realized. With this configuration, it is possible to supply power at a stable voltage even when the power supply voltage and magnetron cutoff voltage fluctuate, and obtain a predetermined microwave output.

第7図は本発明によるスイッチング電源の第3の実施例
を示すマグネトロン電源の回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a magnetron power supply showing a third embodiment of the switching power supply according to the present invention.

第7図において23はトランス20の3次巻線で。In FIG. 7, 23 is the tertiary winding of the transformer 20.

その極性をドツトで示す。第7図の実施例は第3図の実
施例で第1のダイオード61および第2のコンデンサ6
2より構成する第2゛の電圧源60への直流源としてト
ランス20の励磁エネルギーを取り出す巻線を3次巻線
23として2次巻線22と別に設けて構成する。この実
施例の回路動作および特性は第3図と同様である。
The polarity is indicated by a dot. The embodiment of FIG. 7 is the embodiment of FIG.
A winding for extracting the excitation energy of the transformer 20 as a direct current source for a second voltage source 60 constituted by 2 is provided as a tertiary winding 23 separately from the secondary winding 22. The circuit operation and characteristics of this embodiment are similar to those shown in FIG.

第8図は本発明によるスイッチング電源の第4の実施例
を示すマグネトロン電源の回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a magnetron power supply showing a fourth embodiment of the switching power supply according to the present invention.

第8図において、11は商用交流電源、12は整流回路
(整流ブリッジ)、13は電源コンデンサで、直流電源
1を構成する。第8図の実施例は第3図の直流電源1の
電圧を商用交流電源11の交流電圧を整流回路12で全
波または半波整流した整流電圧としてえ、この整流電圧
の電源コンデンサ13間の瞬時値に応じて制御回路40
により駆動回路32t−介してトランジスタ31のオン
・オフデユーティを制御することによυ、マグネトロン
71の所定のマイクロ波出力全うる。その回路動作およ
び特性は第3図と同様である。
In FIG. 8, 11 is a commercial AC power supply, 12 is a rectifier circuit (rectifier bridge), and 13 is a power supply capacitor, which constitutes the DC power supply 1. In the embodiment shown in FIG. 8, the voltage of the DC power supply 1 shown in FIG. Control circuit 40 according to the instantaneous value
By controlling the on/off duty of the transistor 31 via the drive circuit 32t, a predetermined microwave output of the magnetron 71 can be achieved. Its circuit operation and characteristics are similar to those shown in FIG.

第9図は本発明によるスイッチング電源の第5の実施例
を示す電子レンジ装置の回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram of a microwave oven device showing a fifth embodiment of the switching power supply according to the present invention.

第9図において、1はAC差込みコンセント、2はフユ
ーズ、3け電源スィッチ、4はパワースイッチ、5はド
アスイッチ、6は制御電源トランス。
In Fig. 9, 1 is an AC outlet, 2 is a fuse, 3-piece power switch, 4 is a power switch, 5 is a door switch, and 6 is a control power transformer.

7は整流回路、8は定電圧回路、9は冷却ファンである
。第9図の回路動作および特性などは第3図などと同様
である。
7 is a rectifier circuit, 8 is a constant voltage circuit, and 9 is a cooling fan. The circuit operation and characteristics of FIG. 9 are similar to those of FIG. 3 and the like.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明のスイッチング電源によれば、1!
子レンジのマグネトロン電源などに適用して高周波での
使用によるトランスの小型・軽量化が可能なのみでなく
、tIL源電圧電圧動に対してほぼ線形なデユーティ制
御特性を有し、かつマグネトロンなどの非線形負荷の特
性変動の出力電力への影響が小さい特徴をもつので、簡
単な回路構成で電源電圧およびマグネトロンのカットオ
フ電圧の変動時にも安定した電圧の電力をマグネトロン
の供給して安定なマイクロ波出力かえられるなどの効果
がある。
As described above, according to the switching power supply of the present invention, 1!
Not only can the transformer be made smaller and lighter by using it at high frequencies by applying it to the magnetron power supply of a child microwave oven, etc., but it also has a duty control characteristic that is almost linear with respect to the tIL source voltage movement, and is suitable for magnetrons etc. Since the effect of nonlinear load characteristic fluctuations on the output power is small, a simple circuit configuration allows the magnetron to supply stable voltage power even when the power supply voltage and magnetron cutoff voltage fluctuate, resulting in stable microwaves. It has the effect of changing the output.

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

棋1図は本発明(よるスイッチング電源の第1の実施例
を示すブロック図、第2図Fi第1図の各部動作波形何
区、第3図は本発明によるスイッチング電源の第2の実
施例を示す回路図、第4図(a)。 (b)はそれぞれ第3図のトランジスタのオン、オフ状
態の等価回路図、第5図は第3図の各部動作波形何区、
第6図(a)、 (b)はそれぞれ第3図の電源電圧変
動時のfニーディ定出力電力制御特性例、カットオフ[
圧変動時の焦制御出力電力特性何区。 第7図は本発明によるス・イツチング電源の第3の実施
例を示す回路図、@8図は同じく第4の実施例を示す回
路図、第9図は同じく第5の実施例を示す回路図である
。 10・・・直流1」 20・・・トランス、21・・・
1次巻線、22・・・2次巻1“腺、30・・・可制御
スイッチ。 :31・・・トランジスタ、40・・・制御回路、50
・・・第1の電圧源、51・・・1窮1のダイオード、
52・・・第1のコンデンサ、60・・・第2の1を庄
原、61・・・第2のダイオード、62・・・第2のコ
ンデンサ、70・・・負荷、71・・・マグネトロン。
Figure 1 is a block diagram showing the first embodiment of the switching power supply according to the present invention, Figure 2 shows the operating waveforms of each part in Figure 1, and Figure 3 shows the second embodiment of the switching power supply according to the present invention. 4(a) is a circuit diagram showing the transistor shown in FIG. 3.(b) is an equivalent circuit diagram of the transistor shown in FIG.
Figures 6(a) and 6(b) show an example of the f-needle constant output power control characteristics when the power supply voltage fluctuates in Figure 3, and the cutoff [
How many sections are the focus control output power characteristics during pressure fluctuations? Fig. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment of the switching power supply according to the present invention, Fig. 8 is a circuit diagram also showing a fourth embodiment, and Fig. 9 is a circuit diagram also showing a fifth embodiment. It is a diagram. 10...DC 1'' 20...Transformer, 21...
Primary winding, 22... Secondary winding 1" gland, 30... Controllable switch. : 31... Transistor, 40... Control circuit, 50
...first voltage source, 51...1 diode,
52...First capacitor, 60...Second 1 Shobara, 61...Second diode, 62...Second capacitor, 70...Load, 71...Magnetron.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、トランスの1次巻線と可制御スイッチの直列回路を
直流電源に接続し、上記トランスの2次巻線を上記可制
御スイッチのオン期間に該2次巻線に発生する電圧を出
力する第1の電圧源と上記可制御スイッチのオフ期間に
上記トランスの励磁インダクタンスを電流源として該ト
ランスの励磁エネルギーを貯蔵する第2の電圧源とに接
続し、上記第1の電圧源と上記第2の電圧源の直列回路
を負荷に接続してなるスイッチング電源。 2、上記第1の電圧源は上記2次巻線に接続されて上記
可制御スイッチのオン期間に導通する第1のダイオード
を通して充電される第1のコンデンサからなり、上記第
2の電圧源は上記2次巻線に接続され上記可制御スイッ
チのオフ期間に導通する第2のダイオードを通して充電
される第2のコンデンサからなる特許請求の範囲第1項
記載のスイッチング電源。 3、上記可制御スイッチのオン・オフデューティを変え
ることにより負荷への出力電力を可変にする特許請求の
範囲第1項または第2項記載のスイッチング電源。 4、上記直流電源の電圧変動に応じて上記可制御スイッ
チのオン・オフデューティを制御することにより負荷へ
の出力電力の変動を抑える特許請求の範囲第1項または
第2項記載のスイッチング電源。 5、上記負荷はマグネトロンとする特許請求の範囲第1
項または第2項または第3項または第4項記載のスイッ
チング電源。
[Claims] 1. A series circuit of the primary winding of the transformer and the controllable switch is connected to a DC power supply, and the secondary winding of the transformer is connected to the secondary winding during the ON period of the controllable switch. A first voltage source that outputs the generated voltage and a second voltage source that stores excitation energy of the transformer using the excitation inductance of the transformer as a current source during an off period of the controllable switch, and A switching power supply comprising a series circuit of a voltage source and a second voltage source connected to a load. 2. The first voltage source comprises a first capacitor connected to the secondary winding and charged through a first diode conducting during the on-period of the controllable switch; 2. A switching power supply as claimed in claim 1, comprising a second capacitor connected to said secondary winding and charged through a second diode which is conductive during the off-period of said controllable switch. 3. The switching power supply according to claim 1 or 2, wherein the output power to the load is made variable by changing the on/off duty of the controllable switch. 4. The switching power supply according to claim 1 or 2, wherein fluctuations in output power to the load are suppressed by controlling the on/off duty of the controllable switch in accordance with voltage fluctuations of the DC power supply. 5. Claim 1 in which the load is a magnetron
The switching power supply according to item 1 or 2 or 3 or 4.
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