JPS62274595A - マグネトロン駆動用電源装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はマグネトロン駆動用電源装置に係り、特にマグ
ネトロンの過熱防止に好適な電子レンジ電源等のマグネ
トロン駆動用電源装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の電子レンジ電源等のマグネトロン駆動用電源装置
では、たとえば電子技術第２０巻第３号（昭和５３年）
Ｐ、３４〜ｐ、４５に記載のように、商用電源を変圧器
により昇圧したのち半波倍電圧整流回路により整流して
マグネトロンに電力を供給する構成となっていて、その
出力電力の制御は変圧器１次巻線に直列に接続されたス
イッチ素子の通電位相を制御する方式をとっていた。ま
た近年には小型軽量のスイッチング電源を用いた電子レ
ンジ電源等のマグネトロン駆動用電源装置が考えられて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術において、マグネトロンは軽負荷あるいは
無負荷の場合には放出したマイクロ波の一部が反射によ
りマグネトロンに戻ってマグネトロンを加熱し、これに
よりマグネトロンの温度が上昇して最悪の場合にはマイ
クロ波出力部のガラスやセラミックが破損する危険があ
る。とくに従来電源では軽負荷時には出力が小さくなる
ので反射によるマグネトロンの過熱も比較的少ないが、
しかし近年のスイッチング電源を用いる場合には設定し
た出力が出るので反射によるマグネトロンの過熱がいっ
そう重要な問題となる。

またマグネトロンは温度により電流−電圧特性が変化し
、温度上昇の場合には動作電圧が低下して同じ印が電圧
に対し電流値が上昇するとともに。

電流値がある値たとえば電子レンジ電源等で約ＩＡ程度
を越えると異常発振（モーディング）を起こすので、温
度に応じてマグネトロンの入力を制御する必要がある。

しかし上記従来技術では、マグネトロンが定電圧特性を
もちかつ入力の瞬時電力に上限をもつにもかかわらすマ
グネトロン印加電圧が大きな脈動を持つため出力電力の
制御範囲が狭く、したがってマグネトロンが過熱した場
合にはサーモスタット等により電源回路を開放にして電
子レンジ等の運転を停止させなれなならない問題点があ
った。

本発明の目的はマグネトロンの過熱を防止して過熱によ
る運転停止の必要のない電子レンジ電源等のマグネトロ
ン駆動用電源装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、交流電源に接続する第１の整流回路と、電
力変換回路と、第２の整流回路を組み合わせて、マグネ
トロン印加電圧の脈動が小さくかつ出力電力の制御範囲
が広くなるような構成とし、かつマグネトロンの温度を
検出する手段を備え、マグネトロンの温度に応じて電力
変換回路によりマグネトロンの入力電力を制御するよう
にしたマグネトロン駆動用電源装置により達成される。

〔作用〕

上記のマグネトロン駆動用電源装置においては。

マグネトロンの温度が所定値を越えた場合には電力変換
回路がマグネトロン入力電力を減少させるように動作す
るので、これにより反射してマグネトロンに戻るマイク
ロ波の電力が減少してマグネトロンの過熱を防止するこ
とが可能である。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を第１図ないし第１０図により説
明する。

第１図は本発明によるマグネトロン駆動用電源装置の第
１の実施例を示す基本構成図である。第１図において、
１は交流電源、２は第１の整流回路、３は電力変換回路
、４は変圧器、５は第２の整流回路、６はマグネトロン
、７はマグネトロンの温度検出装置、８は電力変換回路
の制御回路である。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。

この構成で、交流電源１の交流電圧を第１の整流回路２
によ、り直流電圧に変換し、この第１の整流回路２によ
り得られた直流電源を入力として電力変換回路３により
制御可能な出力電力をえ、この電力変換回路３の出力電
圧を該電力変換回路に接続された変圧器４により昇圧し
、この昇圧された電圧を該変圧器４の高電圧側に接続さ
れた第２の整流回路５により整流し、この第２の整流回
路５の出力をマグネトロン６に供給する。

ここにおいてマグネトロン７の温度Ｔを温度検出袋Ｗ１
７により検出し、マグネトロン７の温度Ｔが温度設定値
Ｔｓ以下の時には電力変換回路の制御回路８により電力
変換回路３の出力電力の指令値Ｐを出力電力設定値Ｐｓ
と等しくして、電力変換回路３の図示しないスイッチン
グ素子のオン期間とオフ期間の比であるデユーティを第
１の整流回路２の出力の直流電圧Ｖ！により電力変換回
路３の出力電力が出力電力の指令値Ｐと等しくなるよう
に制御し、またマグネトロン７の温度Ｔが設定値Ｔｓを
越えた時には電力変換回路３の出力電力の指令値Ｐを出
力電力の設定値Ｐｓよりも小さくして、電力変換回路３
のスイッチング素子のデユーティを電力変換回路３の出
力電力が指令値Ｐと等しくなるように制御することによ
り、マグネトロン６を常に温度設定値Ｔｓ以下で動作さ
せるようにしてマグネトロン６の過熱を防止する６第２
図は本発明によるマグネトロン駆動用電源装置の第２の
実施例を示す回路構成図である。第２図において、２１
〜２４はダイオード、２５はコンデンサ、３１は１石の
オン・オンチョッパ回路をなすトランジスタ、５１．５
２はダイオード。

５３．５４はコンデンサ、８１はトランジスタ駆動回路
、８２はデユーティ制御回路、８３は乗算器、８４は増
幅器、８５は比較器である。

第３図は第２図の動作を説明するための各部動作波形例
図である。また第４図は第２図の出力型カーデユーティ
特性例図である。第３図および第４図により第２図の動
作を説明すると、まず温度検出装置７からえたマグネト
ロン６の温度Ｔと温度設定値Ｔｓとの差を制御回路８の
増幅器８４により増幅するとともに、比較器８５により
マグネトロン６の温度Ｔとその設定値Ｔｓを比較し、こ
の比較結果の出力と増幅器８４の出力とを乗算した値を
出力電力補償値として、この出力電力補償値を出力電力
設定値Ｐｓから減算した値を出力電力の指令値Ｐとして
デユーティ制御回路８２に与える。これによりマグネト
ロン６の温度Ｔが設定値Ｔｓ以下の時には出力電力の設
定値Ｐｓを出力電力の指令値Ｐとし、またマグネトロン
６の温度Ｔが設定値Ｔｓを越えた時には出力電力の設定
値Ｐｓからマグネトロン６の温度Ｔと温度設定値Ｔｓの
差に比例した値の出力電力補償値を減算した値を出力電
力の指令値Ｐとし、デユーティ制御回路８２により第４
図の出力電力−デユーティ特性に従い出力電力の指令値
Ｐおよび第１の整流回路２の直流電圧Ｖｒ　に応じて電
力変換回路（チョッパ回路）３のトランジスタ３１のデ
ユーティＤをトランジスタ駆動回路８１を介して可変に
することにより、マグネトロン６の温度Ｔを設定値Ｔｓ
以下に抑えることができる。なお第２図の第２の整流回
路５は余波倍電圧整流へ回路としているためマグネトロ
ン印加電圧の脈動が小さくできる。

第５図は本発明によるマグネトロン駆動用電源装置の第
３の実施例を示す回路構成図である。第５図において、
８３はヒステリシスをもつ比較器である。第６図は第５
図の動作を説明するための各部動作波形例図である。第
６図により第５図の動作を説明すると、制御回路８のヒ
ステリシス付き比較器８６による温度検出装置７からの
マグネトロン６の温度Ｔと温度設定値Ｔｓとの比較結果
を出力電力の設定値Ｐｓと乗算することにより。

マグネトロン６の温度Ｔが温度設定値Ｔｓの上限に達し
てから温度設定値Ｔｓの下限に下るまでの期間には出力
電力の指令値Ｐを零とし、それ以外の期間には出力電力
の設定値Ｐｓを出力電力の指令値Ｐとする。これよりデ
ユーティ制御回路８２により上記の第４図の出力電力−
デユーティ特性に従い出力電力の指令値Ｐおよび第１の
整流回路２の出力の直流電圧Ｖ！に応じてトランジスタ
駆動回路８１を介し電力変換回路（チョッパ回路）３の
トランジスタ３１のデユーティを可変にすることにより
、マグネトロン６の温度Ｔを温度設定値Ｔｓの上限と下
限の間に保持できる。

第７図は本発明による第４の実施例を示す制御回路８の
回路構成図である。第７図において、８７．８８はダイ
オード、８９は抵抗である。第７図は第２図の電力変換
回路３の制御回路８の回路構成を異にしたもので、出力
電力の設定値ＰＳと、出力電力の設定値Ｐｓを温度設定
値Ｔｓと温度検出装置７の温度測定値Ｔの差に比例した
出力電力補償値により補償した値とのうち小さい方を出
力電力の指令値Ｐとしている。本実施例でも第２図の制
御回路８と同様の働きをする。第８１３！！ｌは本発明
による第５の実施例を示す制御回路８の回路構成図であ
る。第８図は第５図の電力変換回路３の制御回路８の回
路構成を異にしたもので、出力電力の設定値Ｐｓと、温
度設定値Ｔｓと温度検出装置７の温度測定値Ｔの比較結
果の出力とのうち小さい方を出力電力の指令値Ｐとして
いる１本実施例でも第５図の制御回路８と同様に働らく
。

第９図は本発明による第６の実施例を示す部分回路構成
図である。第９図において、３２〜３５はトランジスタ
である。第９図は第２図または第５図等の電力変換回路
３をチョッパ回路のかわりにインバータで構成したもの
である。電力変換回路（インバータ回路）３のトランジ
スタ３２〜３５を制御回路８により制御して、第１の整
流回路２の直流出力を高周波電力に変換したのち、変圧
器４の２次側の第２の整流回路５により直流の高電圧を
得てマグネトロン６に供給する０本実施例でも第２図ま
たは第５図と同様に出力電力の指令値Ｐおよび直流電圧
Ｖｌ　に応じてトランジスタ３２〜３５のデユーティを
可変にすることにより、マグネトロン６の温度Ｔを制御
できる。第１０図は本発明による第７の実施例を示す部
分回路構成図である。第１０図において、５５はコンデ
ンサ、５６はダイオードである。第１０図は第２図また
は第５図等の第２の整流回路５を半波倍電圧整流回路で
構成したものである。電力変換回路（チョッパ回路）３
のトランジスタ３１により第１の整流回路２の直流出力
を高周波電力に変換したのち、変圧器４の２次側の第２
の整流回路５により直流の高電圧を得てマグネトロン６
に供給する０本実施例でも第２図または第５図と同様に
出力電力の指令値Ｐおよび直流電圧Ｖｒに応じてトラン
ジスタ３１のデユーティを可変にすることにより、マグ
ネトロン６の温度Ｔを制御できる。第１１図は本発明に
よる第８の実施例を示す部分回路構成図である。第１１
図において、５７はダイオード、５８はコンデンサであ
る。第１１図は第２図または第５図の第２の整流回路５
をオン・オフチョッパ回路で構成したものである。電力
変換回路３のトランジスタ３１により第１の整流回路２
の直流出力を高周波電力に変換したのち、変圧器４の２
次側の第２の整流回路５により直流の高電圧を得てマグ
ネトロン６に供給する０本実施例でも第２図または第５
図と同様に出力電力の指令値Ｐおよび直流電圧Ｖｆ　に
応じてトランジスタ３１のデユーティを可変にすること
により、マグネトロン６の温度Ｔを制御できる。

上記実施例では、電力変換回路３のスイッチング素子を
トランジスタとして説明したが、ＧＴＯ。

ＭＯＳＦＥＴ、　Ｓ　Ｉ　Ｔ等の自己消弧素子としても
よいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、マグネトロンを設定温度以下で動作で
きるので、マグネトロンの過熱を防止して加熱による運
転停止の必要のない電子レンジ電源等のマグネトロン駆
動用電源装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるマグネトロン駆動用電源装置の第
１の実施例を示す基本構成図、第２図は本発明による第
２の実施例を示す回路構成図、第３図は第２図の各部動
作波形例図、第４図は第２図の出力型カーデユーティ特
性例図、第５図は本発明による第３の実施例を示す回路
構成図、第６図は第５図の各部動作波形例図、第７図は
本発明による第４の実施例を示す部分回路構成図、第８
図は本発明による第５の実施例を示す部分回路構成図、
第９図は本発明による第６の実施例を示す部分回路構成
図、第１０図は本発明による第７の実施例を示す部分回
路構成図、第１１図は本発明による第８の実施例を示す
部分回路構成図である。 １・・・交流電源、２・・・第１の整流回路、３・・・
電力変換回路、４・・・変圧器、５・・・第２の整流回
路、６・・・マグネトロン、７・・・温度検出装置、８
・・・制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流電源からの交流電圧を直流電圧に整流する第１
   の整流回路と、該第１の整流回路より得られた直流電圧
   を入力として制御可能な出力電力を得る電力変換回路と
   、該電力変換回路より得られた出力電圧を昇圧する変圧
   器と、該変圧器により昇圧された電圧を整流する第２の
   整流回路とから構成され、該第２の整流回路の出力をマ
   グネトロンに供給するマグネトロン駆動用電源装置にお
   いて、上記マグネトロンの温度を検出する温度検出装置
   を有することを特徴とするマグネトロン駆動用電源装置
   。 ２、上記マグネトロンの温度を所定の温度以下に保つよ
   うに上記電力変換回路の出力電力を制御することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のマグネトロン駆動用
   電源装置。 ３、上記電力変換回路をスイッチング素子によるインバ
   ータあるいはチョッパ回路により構成し、該スイッチン
   グ素子のオン時間とオフ時間の比であるデューティによ
   り上記電力変換回路の出力電力を制御することを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載のマグネトロン駆動用電
   源装置。 ４、上記デューティが上記電力変換回路の出力電力の指
   令値と上記第１の整流回路の出力の直流電圧とから決ま
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のマグネ
   トロン駆動用電源装置。 ５、上記電力変換回路の出力電力の指令値が上記電力変
   換回路の出力電力の設定値と上記マグネトロンの温度と
   上記マグネトロンの温度の設定値とから決まることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載のマグネトロン駆動
   用電源装置。 ６、上記マグネトロンの温度が該温度の設定値以下の時
   には上記電力変換回路の出力電力の指令値を該出力電力
   の設定値と等しくし、上記マグネトロンの温度が該温度
   の設定値を越えた時には上記電力変換回路の出力電力の
   指令値を零とすることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項記載のマグネトロン駆動用電源装置。