KR0173691B1

KR0173691B1 - 관통콘덴서 및 필터를 구비한 마그네트론

Info

Publication number: KR0173691B1
Application number: KR1019940016065A
Authority: KR
Inventors: 토시오 오구라
Original assignee: 카나이 쯔또무; 가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼; 야스나가 히데아키; 히다찌닛신일렉트로닉스 가부시기가이샤
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1999-02-01
Also published as: KR950005102A; US5604405A

Abstract

마그네트론의 전자파누출억제용의, 마그네트론의 음극필라멘트를 지지하는 2개의 외부도출리드의 각각에 직렬로 일단을 접속시키는 제1, 제2cy크코일과, 제1, 제2cy크코일의 각각의 타단에 병렬접속된 관통콘덴서로 된 필터회를 구비하며, 관통콘덴서는 비유전율을 ε_s로 할 때

Description

관통콘덴서 및 필터를 구비한 마그네트론

제1도는 본 발명의 의한 마그네트론의 1실시예의 구조예를 설명하는 단면도.

제2도는 마그네트론의 양극부분만의 상세를 설명하는 평면도.

제3도는 마그네트론의 스트랩링을 설명하는 사시도.

제4도는마그네트론의 양극베인부분의 요부설명도.

제5도는 마그네트론의 입력부를 하면에서 본 필터케이싱부분의 평면도.

제6도는 마그네트론의 관통콘덴서의 구조를 설명하는 요부단면도.

제7도는 마그네트론의 상면도.

제8도는 마그네트론의 외관을 나타내는 요크측에서 본 측면도.

제9도는 마그네트론의 냉각핀의 설명도.

제10a∼10c도는 마그네트론의 냉각핀형상의 설명도.

제11a도는 마그네트론의 구동회로예를 설명하는 회로도.

제11b도는 상용전원에 의한 마그네트론구동회로예를 도시한 도면.

제12도는 본 발명의 마그네트론을 전자오븐에 적용한 구체예를 설명하는 모식도.

제13도는 본 발명에 의한 관통콘덴서를 사용한 마그네트론의 단자잡음레벨의 측정결과를 종래의 마그네트론과 비교하여 도시한 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 하부자석 3 : 하부요크

4 : 하부시일부재 6 : 필터케이싱

8 : 입력측세라믹 101 : 음극필라멘트

102 : 양극베인 103 : 양극실린더

104 : 상부자석 105 : 자극편

107 : 안테나리드 108 : 안테나

본 발명은 마이크로파응용기기에 사용되는 마그네트론에 관한 것으로, 특히 마그네트론의 필터회로를 구성하는 관통콘덴서재료내의 전기왜곡에 기인하는 진동음의 강도, 즉, 음압을 억제한 마그네트론에 관한 것이다.

마그네트론은 고주파출력을 고효율로 발생하기 때문에 레이더, 외료기기, 전자렌지분야 및 기타 마이크로파응용기기에 널리 응용되고 있다.

이런 종류의 마그네트론에는 공진공동, 고주파출력 등을 지닌 본체부와, 이 본체부에 전력을 공급하는 전력공급부에 있어서 전자기파의 누출을 억제하기 위한 필터부가 구비되어 있다.

필터회로는, 2개의 쵸크코일과 관통콘덴서로 구성되며, 쵸크코일은 각각의 일단에서 직렬로 공진공동에 설치된 필라멘트를 지지하고, 필라멘트에 전력을 공급하기 위한 2개의 외부도출리드에 접속되어 있고, 관통콘덴서는 쵸크코일의 각각의 타단에 병렬로 접속되어 있다.

관통콘덴서는 필터회로를 수용하는 필터케이싱의 벽을 내부에서 외부까지 관통해서 외부전원에 접속해 있다.

통상의 전원을 사용하는 이런 형태의 관통콘덴서에 관한 종래 기술을 개시한 것으로서 일본국 실공소 57-56504호에 개시된 것이 있다.

마그네트론에 설치된 필터회로를 구성하는 관통콘덴서를 그 재료로서 고유전상수의 자기재료를 사용하며, 마그네트론의 동작중 관통콘덴서의 대향단자에는 상용주파수를 포함하여 20∼1,000Hz의 범위의 주파수를 갖는 수 KV_P-P의 교류고전압이 인가된다.

상용전원구동방법에서는, 관통콘덴서를 구성하는 자기가 전기왜곡에 의해 진동하여 음압이 높은 음파를 발생한다. 이 음파는 잡음으로 되어 주위에 방사되어 사용자에게 불쾌감을 준다.

이런 전기왜곡의 발생을 저감하기 위해서는 관통콘덴서를 구성하는 소재로서 유전상수 ε가 작은 재료를 사용하는 것을 생각할 수 있으나, 이런 저유전율을 사용하는 경우는 정전용량이 작아진다. 전파누출억제용 필터회로에 필요하고 충분한 정전용량을 확보하기 위해서는, 관통콘덴서의 전극간격을 작게 하거나, 전극면적을 크게 할 필요가 있다.

그러나, 내부전극간격을 작게하면, 내전압특성이 저하하고, 전극면적을 크게 하면 관통콘덴서자체의 사이즈가 크게 되어 마그네트론조립체의 소형화에 크게 방해가 된다.

본 발명의 목적은 필터회로를 구성하는 관통콘덴서의 사이즈를 크게하는 일없이 필요한 내전압특성을 유지하면서 관통콘덴서의 재질에서 발생하는 음파의 음압을 저감한 마그네트론을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, 필라멘트를 지지하는 2개의 외부도출리드의 각각에 직렬로 일단을 접속시키는 2개의 쵸크코일과, 상기 각 쵸크코일의 타단에 병렬로 접속되는 관통콘덴서로 이루어지는 필터회로를 구비한 마그네트론에 있어서, 관통콘덴서를 비유전율을 ε_s로 할 때 50을 만족시키는 유전체자기재료로 구성한 마그네트론을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 콘덴서형상에 있어서, 유전체자기재료의 정전용량 C이 100∼300pF로 설정되어 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 필라멘트를 지지하는 2개의 외부도출리드의 각각의 직렬로 일단을 접속시키는 2개의 쵸크코일과, 상기 각 쵸크코일의 타단에 병렬로 접속되는 관통콘덴서로 이루어지는 필터회로를 구비한 마그네트론에 있어서, 관통콘덴서를 비유전율을 ε_s로 할 때 50을 만족시키는 유전체자기 재료로 구성하는 동시에, 유전체자기재료의 정전용량 C를 100∼300pF로 설정하고, 쵸크코일의 인덕턴스 L를 거의 1μH로 설정한 마그네트론을 제공하는 것이다.

상기 비유전율을 ε_s로 할 때 50을 만족하는 유전체자기재료로서는 SrTiO₃계의 재료( 42)를 사용할 수 있다.

상기와 같은 방법으로 구성함으로써, 본 발명에 의하면, 필터회로를 구성하는 관통콘덴서의 사이즈를 크게 하는 일없이 필요한 내전압특성 및 정전용량을 유지하는 한편 관통콘덴서의 재료에서 발생하는 음파의 음압을 저감시켜 가정용품에 적당한 마그네트론을 제공할 수 있다.

즉, 이런 종류의 마그네트론의 음극단자에서 누출하는 잡음전파를 억제하기 위한 LC필터를 구성하는, 유전체자기재료를 형성하는 관통콘덴서는, 그 중앙관통부에서 고전압측음극단자 혹은 리드와 접지측음극단자 혹은 리드사이에 접속되며, 고전압축음극단자와 접지측음극단자는 서로 절연수지에 의해 분리되어 있다.

마그네트론의 동작시에, 관통콘덴서를 구성하는 유전체자기재료는, 고전압, 예를 들면, 20∼1,000Hz범위의 상용주파수의 4kV_P-P의 고전압이 관통콘덴서에 인가되기 때문에 유전체자기재료자체의 전기왜곡에 의한 음이 발생한다. 즉, 유전체자기재료에 전계가 인가되면, 유전분극이 발생하여 기계적왜곡/진동에 의해 귀에 거슬리는 음향적인 잡음이 발생하며, 이 음압은 인가된 전계강도의 제곱에 비례하는 것으로 알려져 있다. 한편, 전계강도가 일정한 경우는, 음압은 하기식으로 표현된다.

식중, S:음압

K_P: 전기-기계결합계수

f_r: 공진주파수

D : 유전체자기의 직경

ε₀: 진공의 유전율

ε_s: 유전체자기의 비유전율

P : 유전체자기의 밀도

상기 식에서, 음압은 유전체자기의 비유전율 ε_s의 평방근에 비례함을 알 수 있다. 즉, 전기왜곡에 의한 음압을 낮추기 위해서는, 비유전율 ε_s가 작은 유전체 재료를 사용한다.

반면, 비유전율을 작게하면, 관통콘덴서의 정전용량도 작아지며, 이것을 보정하기 위해 유전체자기재료의 크기를 작게, 구체적으로는, 유전체자기재료의 전극 간거리를 작게하거나, 혹은 전극면적을 크게 하도록 재료의 크기를 크게 할 필요가 있다.

본 발명에 의하면, 상기 태양의 구성으로 함으로써, 필터회로를 구성하는 관통콘덴서의 사이즈를 크게 하는 일없이, 따라서, 마그네트론조립체의 사이즈를 크게 하는 일없이 필요한 내전압특성 및 정전용량을 유지하면서 관통콘덴서의 재료에서 발생하는 잡음음파의 음압을 저감한 마그네트론을 제공할 수가 있다.

이하, 첨부도면과 관련하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 마그네트론의 1실시예의 구조를 설명하는 단면도이다. 도면에 있어, 마그네트론은 하부자석(2), 하부요크(3), 하부시일부재(4), 하부시일부재(4)의 칼라형시일재, 필터케이싱(6), 입력측세라믹(8), 음극필라멘트(101), 복수의 양극베인(102), 양극실린더(103), 상부자석(104), 자극편(105), 안테나리드(107), 안테나(108), 배기관(109), 안테나커버(110), 원통형절연체(111), 배기관지지체(112), 상부단실드(121), 하부단실드(122), 음극리드(123), 다른쪽음극리드(124), 음극단자(126), 스페이서(127), 슬리이브(128), 쵸크코일(131), 관통콘덴서(132), 커버(134), 상부시일부재(141), 금속가스켓(143), 상부요크(144), 복수의 냉각핀(145)으로 구성되어 있다.

제1도에서, 음극필라멘트(101)주위에는 복수의 양극베인(102)이 방사상으로 형성되어 있다. 이 복수의 양극베인(102)은 땜납동에 의해 양극실린더(103)에 고착되거나, 혹은, 양극실린더(103)와 함께 압출성형등을 통해 일체로 성형되어 있다.

양극실린더(103)의 상, 하부에는 각각 원통형상부자석(104)과 하부자석(2)이 설치되어 있어, 상부자석(104)과 하부자석(2)으로부터의 자속은 자극편(105)을 통하여, 음극필라멘트(101)와 양극베인(102)사이에 형성된 작용고안에 대하여 상/하방향(관축방향)에 필요한 DC자계를 발생시킨다. 하부요크(3) 및 상부요크(144)는, 마그네트론으로부터의 자속을 통과시키도록 형성된 것이다.

음극필라멘트(101)는 음의 고전위에서, 예를 들면, 4kV_P-P의 피이크 대 피이크전압으로 되어 있다. 즉, 음극필라멘트(101)는 2개의 음극리드(123), (124)를 개재하여 쵸크코일(131)에 접속되어 있고, 또한, 쵸크코일(131)의 1개단자는 관통콘덴서(132)의 1개단자에 접속되어 있고, 관통콘덴서(132)의 다른 단자는 비교적 높은 전위로 유지되어 있는 필라멘트변형기(후술한다)에 접속되어 있다. 예를 들어, 20∼1,000Hz의 주파수를 지니는 교류고전압 4kV_P-P가 관통콘덴서(132)에 인가된다.

관통콘덴서(132)의 재료로서는 유전체자기가 사용되며, 유전체자기재료로서는, 본 발명에 의하면, 본 발명의 일측면에서 상술한 재료를 종래 사용된 BaTiO₃계 재료( 70, 정전용량(=500pF)으로 대체하여 LC필터의 특성을 저하시킴없이 전기왜곡을 억제시킬 수 있다.

이런 구조에 있어서, 음극필라멘트(101)에서 방출된 전자는, DC자게에 영향을 받아 원운동을 하면서 각각의 양극베인(102)에 고주파전위를 형성하여 고주파 혹은 마이크로파를 발진한다. 발진된 마이크로파는 안테나리드(107)를 통하여 안테나(108)에서 출력된다.

제2도는 제1도에 도시한 마그네트론의 양극부분만을 상세하게 설명한 평면도이다. 양극베인(102), (102')은 양극실린더(103)의 내벽에서 중심 0를 향해 설치되어 있어, 즉 양극베인 (102), (102')은 중심 0를 통과하는 축선에서 볼 때 방사상으로 배치되어 있다.

양극베인 (102), (102')은, 직경이 다른 2개의 환상체로 이루어지는 제1스트랩링(161)과 제2스트랩링(162)에 의해 교대로 접속되어 있다.

제3도는 제2도의 스트랩링을 설명하는 사시도이다. 제1스트랩링(161)은 제2스트랩링(162)보다 직경이 작다.

제4도는 제1도에 도시한 마그네트론의 양극베인부분의 요부상세도이며, 양극베인(102)에는 상기 직경이 작은 제1스트랩링(161)이 접촉하는 한편 상기 직경이 큰 제2스트랩링(162)은 상기 양극베인(102)에 접속하지 않는다. 반면, 직경이 작은 제1스트랩링(161)은 상기 양극베인(102)에 인접한 양극베인(102')과 접촉하지 않는 한편, 직경이 큰 제2스트랩링(162)은 상기 양극베인(102)에 인접한 양극베인(102')에 접촉한다. 또, 복수의 양극베인(102') 및 제1, 제2스트랩링(161), (162)은 제1스트랩링(161)과 제2스트랩링(162)이 복수의 양극베인(102') 중 하나와 교대로 결합하도록, 상술한 방법으로 배치된다.

또한, 제2도에 도시한 바와 같이, 마이크로파에너지를 도출하기 위한 안테나리드(107)는 땜납에 의해 양극베인(102) 또는 (102') 중의 하나에 심어져 있다.

양극베인(102) 또는 (102')에 심어진 안테라이드(107)는 양극실린더(103)의 일측단에 시일된 자극편(105)을 관통하고, 원통형절연체(111)가 그 일단에서 금속 시일부재인 상부시일부재(141)의 단부에 기밀되어 있다. 배기관(109)의 외주에 땜납된 컵형상배기관지지체(112)는 원통형절연체(111)의 타단부에 땜납되어 있다.

마그네트론의 관내를 진공으로 배기한 후, 배기관(109)을 안테나리드(107)와 함께 시일하고, 안테나커버(110)를 배기관지지체(112)에 압입고정하여 배기관지지체(112)의 선단을 보호한다. 배기관(109)과 안테나리드(107)를 시일하여 형성된 리세스부(109a)는 불필요한 절충파의 방사를 체크하는 쵸크부로서 기능한다.

전자를 발생시키는 음극필라멘트(101)재료로서, 일반적으로 소량의 산화토룸(ThO₂)을 함유한 텅스텐을 사용한다. 전자방출특성을 향상시키기 위해서는 음극의 표면에 탄화층(W₂C)을 형성된다. 음극필라멘트(101)는 상단실드(121) 및 하단실드(122)에 의해 루데늄·몰리브덴공융합금 등의 고융점땜납재를 개재하여 지지되어 있다.

상단실드(121) 및 하단실드(122)는 각각 음극리드(123), (124)에 의해 지지되어 있으며, 이들 상, 하단실드(121), (122) 및 음극리드(123), (124) 용재료로서는 내열성, 가공성의 관점에서 일반적으로 몰리브덴(Mo )이 사용된다.

또, 상딘실드(121)의 상면에는 게터가 중착되어 음극필라멘트(101)의 가열시 게터가 증발하여, 발진공간의 진공도를 유지하여 안정된 동작특성을 장기간에 걸쳐 유지한다.

2개의 음극리드(123), (124)는 입력측세라믹(8)에 의해 지지되어 있고, 음극단자(126)와 함께 입력측세라믹(8)에 진공기밀을 유지하도록 땜납되어 있다.

마그네트론에 기계적충격 혹은 진동이 가해지면, 음극리드(123), (124)가 진동하여, 그 진동방법에 있어 음극리드(123), (124)가 서로 다르기 때문에 음극필라멘트(101)에 기계적스트레스를 일으켜, 결국, 몇몇 경우, 음극필라멘트(101)의 단선을 일으킨다. 이런 단선발생을 방지하기 위해 스페이서(127)가 사용된다. 이런 스페이서(127)의 작용에 의해, 음극리드(123), (124)가 진동하여도, 진동에 의해 음극리드(123), (124)의 각각의 동작은 실질적으로 서로 동일하게 되므로, 음극필라멘트(101)에 가해진 스트레스를 작게 할 수 있다. 슬리이브(128)는 스페이스(127)를 소정의 위치에서 지지하기 위해 설치된 것이다.

음극단자(126)는 쵸크코일(131)에 접속되고, 쵸크코일(131)은 입력부의 필터케이싱(6)에 부착한 관통콘덴서(132)에 접속되며, 관통콘덴서(132)는 전원에 접속되어 있다. 일반적으로, 음극단자(126)와 쵸크코일(131)사이의 접속은 용접으로 행한다. 또한, 쵸크코일(131)과 관통콘덴서(132)사이의 접속된 용접으로 행한다.

쵸크코일(131)과 관통콘덴서(132)는, 마그네트론의 내부에서 전원측을 본 경우의 로우패스필터를 형성된다. 이것은, 음극필라멘트(101)와 양극실린더(103)사이의 작용공간에서 발생한 마이크로파가 음극필라멘트(101) 및 음극리드(123), (124)를 통하여 외부로 방사되는 것을 방지하기 위한 것이다.

제5도는 제1도에 도시한 마그네트론의 입력부를 하면에서 본 필터케이싱부분의 평면도이다. 음극단자(126)는 쵸크코일(131)에 접속되어 있고, 쵸크코일(131)은 입력부의 필터케이싱(6)에 부착한 관통콘덴서(132)에 접속되어 있으며, 관통콘덴서(132)는 도시하지 않고 전원에 접속되어 있다.

제6도는 관통콘덴서의 구조를 설명하는 요부단면도이며, 도면에서 (151)은 절연커버, (152)는 유전체, (153), (156)은 전극이다.

제6도에 있어서, 유전체(152)는 전극(153), (156)과 함께 콘덴서를 구성한 다. 전극(156)는 관통콘덴서(132)를 필터케이싱(6)에 부착시키는 작용을 하며, 전극(153)은 제6도의 좌측하부에서는 단자(154)와 분리되어 도시되어 있지만, 다른 단면에서는 단자(154)에 일체로 접속되어 있다.

또한, (155)는 실리콘튜브로, 단자(154)를 피복하여, 전극(156)과의 절연역할을 나타내며, 또한, 수지(157)와 유전체(152)와의 밀착을 방지하기 위한 완충재로서 작용한다. 또, 수지(157)내에 발생한 스트레스를 차단하는 기능을 가직 수지의 이동을 방지하는 스톱퍼가 형성되어 있다. 단자(154)는 쵸크코일(131)의 일단에 접속되고 관통콘덴서(132A, 132C)를 통해 접지된다.

본 실시예에서, 유전체(152)를 형성하는 유전체자기재료로서, 고유전상수의 SrTiO₃계( 40) 재료를 사용한다. 또, 종래의 유전체자기재료 ( 70의 SrTiO₃계)와 비교하여, 본 실시예의 유전체자기재료는, 크기가 종래와 동일하기 때문에, 내전압특성의 저하, 콘덴서의 대형화를 초래하지는 않으나, 정전용량 C는 BaTiO₃계재료의 경우 500pF인 것에 대하여, SrTiO₃계재료의 경우는 180∼300pF로 된다.

반면, LC필터를 구성하는 쵸크코일(131)은 1μH의 인덕턴스 L을 지닌다.

제1도에 도시한 바와 같이, 음극리드(123), (124)는 쵸크코일(131A), (131B)의 각각의 일단에 직렬접속되어 있고, 각각의 쵸크코일(131A), (131B)의 타단은 콘덴서(132A), (132C)를 통해 접지되어 있다.

입력부의 필터케이싱(6)은 커버(134)에 의해 밀폐되어, 고주파 혹은 마이크로파가 외부로 방사되는 것을 방지한다.

입력측세라믹(8)은 칼라형상시일재료(41)를 지닌 하부시일부재(4)를 개재하여 양극실린더(103)와 함께 진공을 유지하도록 기밀하게 결합하고, 원통형절연체(111)는 상부시일부재(141)를 개재하여 양극실린더(103)와 함께 진공을 유지하도록 기밀하게 결합해 있다.

또, 상부요크(144)는 금속가스켓(143)을 개재하여 상부시일부재(141)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 상부시일부재(141)는 양극실린더(103)와 동일전위에 있으므로, 상부요크(144)도 동일전위로 되어 있다.

제7도는 마그네트론의 상면도이며, 상부요크(144)와, 하부요크(3)(제1도)는 코오킹에 의해 접속되어 있다.

제8도는 요크측에서 본 마그네트론의 외관을 도시한 측면도이며, 안테나(108)는 원통형절연체(111)를 개재하여 상부시일부재(141)에서 상부요크(144)를 통하여 제1도에서 설명한 안테나리드에 접속되어 있다. 하부요크(3)의 하부에는 필터케이싱(6)이 상술한 방법으로 고정접속되어 있다. (131)는 관통콘덴서이다.

제9도는 마그네트론의 외관을 설명하는 냉각핀측에서 본 정면도이다.

마그네트론의 양극온도는 제1도에서 설명한 바와 같이 음극필라멘트(101)에서의 열방사에 의해, 혹은 음극필라멘트(101)에서 양극베인(102)으로의 전자충돌에 기인한 열발생에 의해 고온으로 된다. 양극이 고온으로 되면, 자석의 자기특성을 변화시켜 마그네트론의 주변기기에 악영향을 미치므로, 이런 발열을 소산시키기 위해 냉각핀(145)이 설치되어 있다.

제10a∼10c도는 냉각핀형상의 설명도이며, 제10a도는 평면도, 제10b도는 제10a도에서 화살표A방향으로 본 측면도, 제10c도는 10a도에서 화살표B방향으로 본 측면도이다.

제10a∼10c도에 있어서, 원통형부(145a)는 제9도의 양극실린더(103)에 끼워져 있고, 제9도에 있어서는, 제10a∼10c도에 도시한 5개의 냉각핀이 설치되어 있다.

마그네트론의 동작시, 일반적으로, 전자오븐등의 응용기구에 설치된 냉각팬에 의해 냉각핀에 냉풍이 보내진다.

제11a도는 마그네트론의 구동회로예를 설명하는 회로도이며, (231)는 마그네트론이다.

스위칭전원(209)에 DC전력을 공급하는 DC전원(201)은 상용 AC전원(203)과 전파(full-wave )정류기(205)로 구성되어 있다. 전파정류기(205)의 DC출력단자에는, 리액터와 콘덴서로 구성된 필터(207)가 접속되어 있으나, 이 필터(207)는 정류전류를 평활하기 위한 것이 아니라 발진전류에 함유된 고주파잡음이 AC전원측을 통하여 누출되는 것을 방지함으로서 방해파의 전파를 막기 위한 것이다.

스위칭전원(209)에는 트랜지스터(211)가 구비되어 있고, 이것은 동기펄스발생기(235)로 생성하는 동기펄스에 의해 제어되는 온신호발생기(237)의 온신호로 구동된다. 또, 스위칭전언(209)에는 트랜지스터(211)에 역병렬로 접속된 대퍼다이오드(215) 및 트랜지스터(211)에 병렬로 접속된 공진콘덴서(213)가 구비되어 있다. 스위칭전원(209)은 1차권선(219)과 2차권선(221), (223), (224), (225)을 지닌 승압트랜스(217)에 접속되어 있고, 1차권선(219)은 스위칭전원(209)을 통해 필터(207)에 접속되며, 직렬공진회로는 콘덴서(213)와 1차권선(219)으로 구성되어 있다.

2차권선(221)은 콘덴서(227)와 고전압다이오드(229)로 구성된 배전압정류기를 통하여 마그네트론(231)에 접속된다. 전류검출기(233)는 마그네트론에 흐르는 부하전류를 검출하고, 평균회로(249)에 의해 전류검출기(233)의 검출출력을 평균한다. 평균회로(249)에서 출력된 평균값과 출력설정기(251)의 설정값과의 차이를 감산기(253)로 구하고, 그 차이를 증폭기(257)를 통해 가산기(250)에 공급하여 동기펄스발생기(2350에서 동기펄스에 가산하고, 가산기(50)의 출력을 제어신호로서 온신호발생기(237)에 공급한다.

2차권선(225)은 마그네트론(231)의 필라멘트를 가열하기 위해 설치된 것이고, 다른 2차권선(223)은 출력피이드백용의 전압을 발생하기 위해 설치된 것이다. 출력피이드백전아은, 파형성형회로(243)에서 파형성형된 후에 지연회로(245)에서 소정시간 지연된 다음 제어신호로서 온신호발생기(237)에 공급된다.

2차권선(224)의 출력은 보조전원(247)에 공급되어 정류된 후 제어회로 등의 전원으로 사용된다.

일반적으로, 필라멘트 양극에는 수 kV의 고전압이 인가되어 있다. 제11a도에 이어서, (232)는 도파관, (234)는 전자오븐의 조리실로, 마그네트론(231)에서 발진된 마이크로파에너지가 도파관(232)을 통해 공급된다.

제11b도는 가정전자오븐용에 일반적으로 사용되는 상용전원용마그네트론 구동회로의 예를 도시한 것이다. 도면에 있어서는, 고전압트랜스(260)의 1차권선(261)이 상용전원(262)에 접속되어 있다. 2차권선(264)의 일단에서는 콘덴서(265)와 정류기(267)로 반파배전압회로(268)가 구성되며, 반파배전압회로(268)는 마그네트론(270)의 한쪽 히터단자(269B)에 접속되어 있고, 2차권선(264)의 타단은 음의 양극전압이 인가되는 양극단자(269A)에 접속되어 있으며, 2차권선(263)에서부터 소정의 전압이 필라멘트히터단자(269B), (269C)에 인가된다.

음극필라멘트를 지지하는 외부도출리드(123), (124)에는 2개의 CY크코일(131A), (131B )의 각각의 일단이 접속되어 있고, 각각의 쵸크코일(131A), (131B)의 타단에는 관통콘덴서(132A), (132B), (132C)의 직렬접속이 병렬적으로 접속되어 있다. 관통콘덴서(132A), (132C)의 각각의 일단은 접지되어 있다. 관통콘덴서(132B)의 양단과, 관통콘덴서(132A), (132C)의 각각의 타단은 히터단자(269B), (269C)에 접속되어 있다. 관통콘덴서(132A), (132B), (132C)는 제6도에 이미 도시한 바와 같이 본 형상구조의 콤포넌트(132)로 구성되어 리드(154), (158)를 통해 히터단자에 접속된다. 즉, 본 발명에 따라 필터회로가 구성된다.

또한, 여기서, 교류고전압으로서, 예를 들면, 20∼1000Hz범위의 수 kV_p-p가 관통콘덴서의 양단에 인가된다.

제12도는 본 발명에 의한 상기 실시예의 마그네트론을 전자오븐에 적용한 구체예를 설명하는 개념도이다. 제12도에 있어서, 전자오븐의 조리실(301)내에는, 문(302)를 통해 피가열물(303)이 세트된다. (304)는 마그네트론, (305)는 안테나, (306)은 마그네트론용전원, (307)은 냉각팬, (308)은 냉풍, (309)는 도파관, (310)은 교반기이다.

제12도에서, 마그네트론(304)에서 발생한 마이크로파에너지는 안테나(305)에서 도파관(309)을 통하여 피가열물(303)이 세트되어 있는 조리실(3010)에 공급된다. 교반기(310)는 조리실(301)내에서 회전하여 피가열물(303)이 균일하게 가열되도록 마이크로파에너지를 확산시키도록 설치된 것이다.

냉각팬(307)은 마드네트론(304)에 냉풍(308)을 송풍하여 마그네트론(304)을 냉각하기 위해 설치된 것이다.

상술한 본 발명의 실시예에 있어서 관통콘덴서를, 종래의 BaTiO₃계재료를 사용한 관통콘덴서에서는, 그 음압이 40dB인 것에 대하여, 42인 SrTiO₃계재료를 사용함으로서 50Hz상용전원에 의한 구동시험에서는 24dB로 되어, 대략 60%까지 음압을 억제시킨다. 24dB의 음압은 사용자의 귀에 거슬리지 않는다.

제13도는 본 발명에 의한 관통콘덴서를 사용한 마그네트론의 단자잡음레벨의 측정결과를 종래의 마그네트론과 비교하여 도시한 설명도이다.

제13도에 있어서, 특성플롯곡선(a)는 상기 실시예의 관통콘덴서의 잡음레벨을, 특성곡선(b)는 종래의 BaTiO₃를 사용한 관통콘덴서의 단자잡음레벨을, 특성곡선(C)는 일본에 있어서 전기용품규제법에 따른 규격치를 나타낸 것이다.

제13도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 SrTiO₃계재료를 사용함으로써, 정전용량C를 종래의 500pF에서 180∼300pF로 증가시켜도 0.5∼30MHz의 주파수밴드내 전파누출이 작고, 단자잡음레벨(a )이 실질적으로 종래의 단자잡음레벨(b)와 동일한 특성을 나타냄을 알 수 있다. 관통콘덴서의 용량 C이 100pF보다 작으면, 단자잡음레벨관점에서 효율적이지 못하다는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 상기 실시예에 의하면, 종래기술상의 각종 문제점을 해결하여 신뢰성이 높은 마그네트론을 얻을 수 있다.

또, 본 발명은 상기 실시예에서 설명한 구조에 제한되는 것은 아니고, LC 필터의 누출전파저지특성을 손상하지 않고 전기왜곡스트레스에 기인한 잡음을 억제하도록 적당한 비유전율 ε_s를 선택하여, 본 발명의 기술사상에서 벗어남이 없이 각종 변형을 가할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 비유전율 50의 유전체자기재료를 관통콘덴서의 유전체재료로서 사용하고, LC필터를 구성하는 인턱턴스를 L1μH로 함으로써, 요구되는 필터특성을 손상함이 없이 마그네트론의 관통콘덴서에서 발생하는 전기왜곡스트레스에 기인한 잡음레벨을 저감시킬 수 있다.

Claims

각각 제1의 단부와 제2의 단부를 가지고, 상기 각 제1의 단부는 마그네트론의 필라멘트를 지지하는 외부도출리드의 각각에 접속된 제1 및 제2의 쵸크코일과, 상기 제1 및 제2쵸크코일의 제2단부와 접속하고, 비유전상수를 ε_s라 할 때 50을 만족시키는 유전체세라믹재료로 구성되어, 상기 관통콘덴서의 사이즈를 증가시키는 일 없이 상기 유전체세라믹재에 의해 발생하는 음파음압을 저감시키는 관통콘덴서로 이루어진 필터회로를 구비하고, 상기 관통콘덴서단자에 20∼1000Hz의 주파수범위에서 피이크 대 피이크로 수 kV의 교류전압에 의해 구동을 하는 마그네트론 구동전원형태인 것을 특징으로 하는 마그네트론.
제1항에 있어서, 상기 관통콘덴서는 C가 100∼300pF범위의 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
필라멘트를 지지하는 2개의 외부도출리드의 각각에 접속되는 제1의 단부를 가지는 제1 및 제2쵸크코일과, 이 제1 및 제2쵸크코일의 제2단부에 접속하는 관통콘덴서로 이루어진 필터회로를 구비하고, 상기 관통콘덴서는 비유전율을 ε_s로 할 때 50을 만족하는 유전체세라믹재료로 구성되는 동시에, 그 정전용량C를 100∼300pF범위의 값으로 설정하고, 상기 각 쵸크코일은 인덕턴스 L을 실질적으로 1μH로 설정하여, 상기 관통콘덴서의 사이즈를 증가시키는 일 없이 상기 유전체세라믹재료에 의해 발생되는 음파음압을 저감시키는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
마그네트론의 전자파누출을 억제하기 위해, 마그네트론의 필라멘트를 지지하는 2개의 외부도출리드의 각각에 접속된 제1단부를 가진 제1 및 제2의 쵸크코일과, 이 제1 및 제2의 쵸크코일의 제2단부에 접속된 관통콘덴서로 이루어진 필터 회로를 구비하고, 상용교류전원에 의해 구동되는 교류고전압인가형의 마그네트론이며, 상기 관통콘덴서는 비유전율을 ε_s로 할 때 50을 만족시키는 유전체 세라믹재료로 구성하여, 상기 관통콘덴서의 사이즈를 증가시키지 않고 상기 유전체세라믹재료에 의해 발생되는 음파음압을 저감시키는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
제4항에 있어서, 상기 쵸크코일 각각의 인덕턴스 L은 실질적으로 1μH로 설정되는 것을 특징으로 하는 마그네트론.