KR100423145B1 - Microwave oven with microwave generator - Google Patents

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KR100423145B1
KR100423145B1 KR10-1998-0059620A KR19980059620A KR100423145B1 KR 100423145 B1 KR100423145 B1 KR 100423145B1 KR 19980059620 A KR19980059620 A KR 19980059620A KR 100423145 B1 KR100423145 B1 KR 100423145B1
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Abstract

본 발명은 초고주파 발진장치를 구비한 전자렌지에 관한 것으로, 입력되는 전압을 소정레벨의 전압으로 출력시키는 구동전원발생수단과, 상기 구동전원발생수단으로부터 제공되는 제공되는 저전압의 출력전원을 수용하는 전원입력부와를 가진다. 발열수단은 상기 전원입력부로부터 제공되는 전원을 인가받아 발열한다. 입력캐비티는 상기 발열수단의 상부에 순차로 설치된 캐소드와, 상기 캐소드 상부에 소정간격을 두고 설치된 제1그리드와, 상기 제1그리드와 상기 캐소드를 절연시키기 위한 쵸크구조체로 둘러싸인 공간으로서, 상기 캐소드는 상기 발열수단의 발열에 의해 소정의 작동온도로 가열되어 열전자를 방출하고, 상기 제1그리드는 바이어스 전압이 인가되어 상기 캐소드로부터 방출된 전자를 제어하고 집속하며, 상기 쵸크구조체는 상기 입력캐비티 내부에 마이크로파를 형성하는 표면전류를 통전하고, 상기 캐소드와 상기 제1그리드 사이의 직류는 차폐한다. 출력캐비티는 상기 제1그리드의 상부에 정렬된 제2그리드와, 상기 제2그리드 상부에 설치되며 상기 캐소드에 대응하여 형성되는 애노드로 둘러싸인 공간으로서, 상기 애노드는 정열을 냉각시키기 위하여 복수개의 냉각핀이 적층배열되어 감속된 전자빔을 소멸시키며, 상기 제2그리드는 상기 입력캐비티의 제1그리드를 통과한 전자가 통과하면서 표면전류를 유도하며, 상기 입력캐비티에 집속된 전자가 밀도변조되면서, 상기 제1그리드와 제2그리드 사이의 전위차에 의해 가속되고 제2그리드에 유도된 표면전류에 의해 마이크로파를 형성한다. 상기 출력캐비티에는 마이크로파를 방사하는 방사수단이 형성된다. 피이드백수단은 상기 출력캐비티에 형성된 마이크로파의 일부를 상기 출력캐비티로부터 입력캐비티내로 피이드백하기 위한 것으로, 출력캐비티로부터 발생된 출력파워의 일부를 분리시키기 위한 방향성 결합기와, 분리된 출력파워의 일부를 필요로 하는 량의 파워로 정확히 감소시키기 위한 감쇄기와, 상기 감쇄기에 의해 감쇄된 파워의 위상을 정확히 조절하기 위한 위상조정기와, 상기 입력캐비티 내의 상기 출력캐비티에 대응하는 위치에 설치되어 상기 출력캐비티로부터 방사되는 출력파워의 일부가 출력파워와 동일한 위상으로 조정되어 피이드백되는 피이드백봉으로 구성된다. 초고주파발진장치로부터 발생된 전자기파는 도파관을 통하여 조리실 내로 유도되어 음식물을 조리하는데 사용된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave oven having an ultra-high frequency oscillation device, comprising: driving power generation means for outputting an input voltage to a voltage having a predetermined level, and a power supply for receiving low voltage output power provided from the driving power generation means; It has an input unit. The heat generating means generates heat by receiving power supplied from the power input unit. The input cavity is a space surrounded by cathodes sequentially installed on the heat generating means, a first grid provided at a predetermined interval on the cathode, and a choke structure for insulating the first grid and the cathode. Heated to a predetermined operating temperature by the heat of the heat generating means to emit hot electrons, the first grid is applied a bias voltage to control and focus the electrons emitted from the cathode, the choke structure is inside the input cavity The surface current forming the microwaves is energized, and the direct current between the cathode and the first grid is shielded. The output cavity is a space surrounded by a second grid arranged on top of the first grid and an anode installed on the second grid and formed corresponding to the cathode, wherein the anode includes a plurality of cooling fins to cool the alignment. The stacked array extinguishes the decelerated electron beam, and the second grid induces a surface current while electrons passing through the first grid of the input cavity pass, and densely modulates the electrons focused on the input cavity. Microwaves are formed by the surface current induced in the second grid and accelerated by the potential difference between the first and second grids. Radiating means for radiating microwaves is formed in the output cavity. The feedback means is for feeding back a part of the microwaves formed in the output cavity from the output cavity into the input cavity, the directional coupler for separating a part of the output power generated from the output cavity, and a part of the separated output power. An attenuator for accurately reducing the amount of power required, a phase adjuster for precisely adjusting the phase of the power attenuated by the attenuator, and a position corresponding to the output cavity in the input cavity, A part of the output power radiated is composed of a feedback rod which is adjusted to the same phase as the output power and fed back. Electromagnetic waves generated from the microwave generator are guided through the waveguide into the cooking chamber and used to cook food.

Description

초고주파 발진장치를 구비한 전자렌지Microwave Oven with Microwave Oscillator

본 발명은 초고주파 발진장치를 구비한 전자렌지에 관한 것으로, 특히 저전압에서 구동되며 외부 피이드백 구조를 가지는 초고주파발진장치를 구비한 전자렌지에 관한 것이다.The present invention relates to a microwave oven having an ultra-high frequency oscillation device, and more particularly, to a microwave oven having an ultra-high frequency oscillation device driven at a low voltage and having an external feedback structure.

일반적으로, 전자렌지 등과 같은 마이크로파를 이용하는 전열장치에서는 초고주파 발진장치로서 4kV의 고전압으로 구동되는 마그네트론을 채용하고 있다. 이러한 마그네트론은 마이크로파를 생성하는 일종의 2극 진공관으로서, 도1에 도시된 바와 같이, 콘덴서(11), 코일(12) 등으로 구성된 입력부에 전원을 인가하면, 캐소드(1)의 필라멘트에서 방출된 열전자가 원통형의 애노드(2)의 내벽에 연재하는 복수개의 베인(3) 단자와 필라멘트 사이의 작용공간(4)에 방출되어 이 작용공간(4)에 전계가 형성된다. 또한, 작용공간(4)에는 자석(4)와 자극(6)으로 구성되는 자기회로에 의해 자계가 인가되어 열전자가 싸이클로이드 운동을 하게 되고, 이 운동에 의한 에너지를 베인(3) 및 스트랩(8)에 전달함으로써 베인(3)에 접속된 안테나(7)와, 에이 세라믹(9) 및 에이 씰(10) 등으로 구성된 출력부를 통하여 조리실로 방사되어, 마이크로파를 방사함으로써 식품류를 가열하여 해동 및 조리하였다.In general, a heat transfer device using microwaves such as a microwave oven employs a magnetron driven at a high voltage of 4 kV as an ultra high frequency oscillation device. Such a magnetron is a kind of two-pole vacuum tube that generates microwaves. As shown in FIG. 1, when electric power is applied to an input unit consisting of a capacitor 11, a coil 12, and the like, hot electrons emitted from the filament of the cathode 1 are provided. Is emitted into the working space 4 between the plurality of vanes 3 terminals and the filaments extending on the inner wall of the cylindrical anode 2, and an electric field is formed in the working space 4. In addition, a magnetic field is applied to the working space 4 by a magnetic circuit composed of a magnet 4 and a magnetic pole 6, and the hot electrons undergo a cycloid movement, and the energy of the movement is taken into the vane 3 and the strap ( 8) is radiated to the cooking chamber through an antenna 7 connected to the vane 3, and an output unit composed of the A ceramic 9, the A seal 10, and the like. Cooked.

이러한 마그네트론은 도2에 도시된 바와 같이, 캐소드(1)에서 열전자가 방출하면, 전계 및 자계의 영향으로 전자가 가속되어 선회운동을 하면서 애노드(2)로 이동하여 전자의 선회운동으로 애노드(2)의 표면에 고주파 전류를 형성하고, 베인(3) 사이에 작용하는 'L', 'C'값에 의해 공진주파수를 결정하여 소정의 공진조건을 만족하게 될 때 마이크로파를 발생하도록 동작한다.As shown in FIG. 2, when the magnetron emits hot electrons from the cathode 1, the electrons are accelerated under the influence of the electric field and the magnetic field, and move to the anode 2 while making the pivoting movement. And a high frequency current is formed on the surface of the c) and the resonance frequency is determined based on the 'L' and 'C' values acting between the vanes 3 to generate microwaves when a predetermined resonance condition is satisfied.

이와 같은 종래의 마그네트론을 구비한 전자렌지는 4kV 정도의 고압에서 구동됨에 따라 고압트랜스 및 고압 다이오드등과 같은 고가의 소자를 필요로 하게 되고, 고압으로 구동되므로 안전에 문제가 있게 되며, 또한 전자기장내의 전자의 운동에 의한 공진방식을 채용하는 것이므로 강력한 자석이 필요하게 되어 중량이 무거우며 따라서 제조비용이 많이 든다는 문제점이 있었다.Such a microwave oven equipped with a conventional magnetron requires an expensive device such as a high voltage transformer and a high voltage diode as it is driven at a high voltage of about 4 kV. Since the resonant method by the movement of the electron is adopted, a strong magnet is required, and thus the weight is heavy and the manufacturing cost is high.

한편, 미국특허 제 5,541,391호에는 초고주파 발진관으로 클라이스트론(Klystron)을 적용하는 전자렌지가 개시된다. 이 클라이스트론(40)은 도시된 바와 같이, 전원을 수용하는 입력단자(42)와, 이 입력단자(42)의 전원공급에 응답하여 마이크로파를 발생시키는 클라이스트론 본체(41)와, 클라이스트론 본체(41)로부터의 마이크로파를 전달하는 안테나(32)와, 클라이스트론 본체(41) 내에 발생된 열을 외방으로 방출하는 냉각유닛(43)과, 전자를 수용하도록 설치된 전자빔집속기(49)로 구성되며, 냉각유닛(43)은 전자의 수용에 의해 발생된 열을 분산하도록 배열된 냉각핀(44)과, 냉각핀(44)을 지지하고 전자빔 집속기(49)로부터의 열을 냉각핀(44)에 전달하도록 배열된 냉각로드(46)와, 냉각핀(44)을 둘러싸는 폐쇄체로 이루어진다.Meanwhile, US Patent No. 5,541,391 discloses a microwave oven using Klystron as an ultra-high frequency oscillation tube. As shown, the klystron 40 includes an input terminal 42 for receiving power, a klystron body 41 for generating microwaves in response to the power supply of the input terminal 42, and the klystron body 41. And an antenna 32 for transmitting microwaves from the refrigerator, a cooling unit 43 for dissipating heat generated in the Klystron body 41 to the outside, and an electron beam concentrator 49 installed to receive electrons. 43 supports cooling fins 44 arranged to dissipate heat generated by the reception of electrons, to support cooling fins 44 and to transfer heat from the electron beam concentrator 49 to the cooling fins 44. It consists of an arrangement of cooling rods 46 and a closure surrounding the cooling fins 44.

클라이스트론(40)은 또한, 입력단자(42)를 통해 전원을 수용하고 수용된 전원에 의해 전자를 발생시키는 전자총(50)과, 전자총(50) 및 전자빔 집속기(49) 둘레에 설치된 한 쌍의 마그네트(52)와 이 마그네트(52)에 의해 폐쇄 루우프를 구성하는 가이드로서 작용하는 요크(54)와, 복수의 캐비티를 가지고 마그네트(52) 사이에 끼워진 튜브(56)를 포함한다.The klystron 40 also includes an electron gun 50 that receives power through the input terminal 42 and generates electrons by the received power source, and a pair of magnets installed around the electron gun 50 and the electron beam concentrator 49. And a yoke 54 serving as a guide constituting the closed loop by the magnet 52, and a tube 56 sandwiched between the magnets 52 having a plurality of cavities.

이와 같은 클라이스트론은 도 4에 도시된 바와 같이, 히터(58)에 의해 가열된 캐소드(60)에서 방출된 열전자는 변조부재(70)가 개재된 캐소드(60)와 애노드(62) 사이의 전위차에 의해 가속되어 복수의 캐비티(64, 66, 68)를 통과하고, 이와 같이 캐비티를 통과하는 전자빔에 의해 각 캐비티에 표면전류를 유도하고 각 캐비티의 형상에 대응하는 공진주파수로 마이크로파를 발생시키며, 전자의 운동에너지를 마이크로파 에너지로 전환시킨 후, 고주파전력을 최종 캐비티(66)로부터 안테나(32)로 전달한다.As shown in FIG. 4, the klystron is hot electrons emitted from the cathode 60 heated by the heater 58. The klystron is applied to the potential difference between the cathode 60 and the anode 62 with the modulating member 70 interposed therebetween. Accelerated by the plurality of cavities 64, 66, 68, and induces surface currents in each cavity by the electron beam passing through the cavities, and generates microwaves at a resonant frequency corresponding to the shape of each cavity, After converting the kinetic energy of to microwave energy, high frequency power is transferred from the final cavity 66 to the antenna 32.

그러나, 상기한 바와 같은 클라이스트론을 구비한 전자렌지는 여전히 고압에 의해 구동되므로 입력단자를 별도의 절연부재로 절연해야 하고 상용전압을 고압으로 승압하기 위한 고압트랜스가 필요하고 전자빔의 집속을 위하여 마그네트가 필요하게 되므로 제조비용이 고가이고 제품이 무겁게 되는 문제점이 있다. 또한, 전자의 운동방식 또한 복잡하여 노이즈가 과다하게 발생하게 되고 냉각구조가 복잡하게 되며 다수의 캐비티를 가지도록 형성되므로 구조가 복잡하여 장치를 제조하기가 어려운 문제점이 있다.However, since the microwave oven having the klystron as described above is still driven by a high voltage, the input terminal must be insulated with a separate insulating member, a high voltage transformer is required to boost the commercial voltage to a high voltage, and the magnet is focused to focus the electron beam. Since there is a need for manufacturing costs are expensive and the product is heavy. In addition, since the former motion is also complicated, excessive noise is generated, the cooling structure is complicated, and the cavity is formed to have a plurality of cavities.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 저전압에서 구동되며 구조가 간단하여 제작이 용이한 초고주파 발진장치를 구비한 전자렌지를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the technical problem of the present invention is to provide a microwave oven having an ultra-high frequency oscillation device is driven at a low voltage and the structure is simple and easy to manufacture.

본 발명의 또다른 기술적과제는 초고주파 발진장치로부터 발생된 초고주파 에너지의 일부를 외부 피이드백 방식으로 피이드백함으로써 피이드백 에너지의 양과 위상을 더욱 정밀하게 조정할 수 있는 향상된 성능을 가지는 초고주파 발진장치를 구비한 전자렌지를 제공하는데 있다.Another technical problem of the present invention is to provide a part of the ultra-high frequency energy generated from the ultra-high frequency oscillator by an external feedback method, and to provide an ultra-high frequency oscillator having an improved performance to more precisely adjust the amount and phase of the feedback energy. To provide a microwave.

상기의 기술적과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 입력되는 전압을 소정레벨의 전압으로 출력시키는 구동전원발생수단;In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a driving power generating means for outputting the input voltage to a predetermined level of voltage;

상기 구동전원발생수단으로부터 제공되는 저전압의 출력전원을 수용하는 전원입력부와; 상기 전원입력부로부터 제공되는 전원을 인가받아 발열하는 발열수단과; 상기 발열수단의 상부에 순차로 설치된 캐소드와, 상기 캐소드 상부에 소정간격을 두고 설치된 제1그리드와, 상기 제1그리드와 상기 캐소드를 절연시키기 위한 쵸크구조체로 둘러싸인 공간의 입력캐비티로서, 상기 캐소드는 상기 발열수단의 발열에 의해 소정의 작동온도로 가열되어 열전자를 방출하고, 상기 제1그리드는 바이어스 전압이 인가되어 상기 캐소드로부터 방출된 전자를 제어하고 집속하며, 상기쵸크구조체는 상기 입력캐비티 내부에 마이크로파를 형성하는 표면전류를 통전하고, 상기 캐소드와 상기 제1그리드 사이의 직류는 차폐하는 입력캐비티와; 상기 제1그리드의 상부에 정렬된 제2그리드와, 상기 제2그리드 상부에 설치되며 상기 캐소드에 대응하여 형성되는 애노드로 둘러싸인 공간의 출력캐비티로서, 상기 애노드는 정열을 냉각시키기 위하여 복수개의 냉각핀이 적층배열되어 감속된 전자빔을 소멸시키며, 상기 제2그리드는 상기 입력캐비티의 제1그리드를 통과한 전자가 통과하면서 표면전류를 유도하며, 상기 입력캐비티에 집속된 전자가 밀도변조되면서, 상기 제1그리드와 제2그리드 사이의 전위차에 의해 가속되고 제2그리드에 유도된 표면전류에 의해 마이크로파를 형성하는 출력캐비티와; 상기 출력캐비티에 형성된 마이크로파를 방사하는 방사수단과; 상기 출력캐비티에 형성된 마이크로파의 일부를 상기 출력캐비티로부터 입력캐비티 내로 피이드백하기 위한 피이드백 수단으로서, 상기 피이드백수단은 출력캐비티로부터 발생된 출력파워의 일부를 분리시키기 위한 방향성 결합기와, 분리된 출력파워의 일부를 필요로 하는 량의 파워로 정확히 감소시키기 위한 감쇄기와, 상기 감쇄기에 의해 감쇄된 파워의 위상을 정확히 조절하기 위한 위상조정기와, 상기 입력캐비티 내의 상기 출력캐비티에 대응하는 위치에 설치되어 상기 출력캐비티로부터 방사되는 출력파워의 일부가 출력파워와 동일한 위상으로 조정되어 피이드백되는 피이드백봉으로 구성되는 그러한 피이드백수단으로 구성되는 초고주파발진장치;A power input unit for receiving an output power of low voltage provided from the driving power generating means; Heat generating means for generating heat by receiving power supplied from the power input unit; An input cavity of a space surrounded by a cathode sequentially installed on the heat generating means, a first grid provided at a predetermined interval on the cathode, and a choke structure for insulating the first grid and the cathode, wherein the cathode Heated to a predetermined operating temperature by the heat of the heat generating means to emit hot electrons, the first grid is applied a bias voltage to control and focus the electrons emitted from the cathode, the choke structure is inside the input cavity An input cavity for energizing a surface current forming a microwave and shielding a direct current between the cathode and the first grid; An output cavity of a space surrounded by a second grid aligned with an upper portion of the first grid and an anode disposed on the second grid and formed corresponding to the cathode, wherein the anode includes a plurality of cooling fins to cool the alignment. The stacked array extinguishes the decelerated electron beam, and the second grid induces a surface current while electrons passing through the first grid of the input cavity pass, and densely modulates the electrons focused on the input cavity. An output cavity which is accelerated by the potential difference between the first grid and the second grid and forms microwaves by the surface current induced in the second grid; Radiating means for radiating microwaves formed in the output cavity; A feedback means for feeding back a part of the microwaves formed in the output cavity from the output cavity into the input cavity, wherein the feedback means comprises a directional coupler for separating a part of the output power generated from the output cavity and a separate output; An attenuator for accurately reducing a part of the power to a required amount of power, a phase adjuster for accurately adjusting the phase of the power attenuated by the attenuator, and a position corresponding to the output cavity in the input cavity; An ultra high frequency oscillation device composed of such feedback means composed of a feedback rod whose part of the output power radiated from the output cavity is adjusted in phase with the output power and fed back;

상기 초고주파발진장치로부터 발생된 전자기파를 유도하기 위한 도파관; 및A waveguide for inducing electromagnetic waves generated from the microwave generator; And

상기 도파관을 통하여 유도된 전자기파를 이용하여 음식물을 조리하기 위한조리실을 구비한 전자렌지를 제공한다.Provided is a microwave oven having a cooking chamber for cooking food using electromagnetic waves induced through the waveguide.

도 1은 통상적인 초고주파 발진관으로 사용된 마그네트론의 구조를 나타내는 개략단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a magnetron used as a conventional ultra-high frequency oscillation tube,

도 2는 도 1의 마그네트론의 동작원리를 나타내는 개략도이고,Figure 2 is a schematic diagram showing the operation principle of the magnetron of Figure 1,

도 3은 종래의 초고주파 발진관으로 사용된 클라이스트론의 구조를 나타내는 개략단면도이고,3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of Klystron used as a conventional ultra-high frequency oscillation tube,

도 4는 도 3의 클라이스트론의 동작원리를 나타내는 개략도이고,4 is a schematic diagram showing the operation principle of the klystron of FIG.

도 5는 본 발명에 따른 초고주파 발진장치를 구비한 전자렌지의 구성블록도이고,5 is a block diagram of a microwave oven having an ultra-high frequency oscillation apparatus according to the present invention,

도 6은 본 발명의 전자렌지에 적용되는 초고주파 발진장치의 구조를 나타내는 개략단면도이고,Figure 6 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the ultra-high frequency oscillation apparatus applied to the microwave oven of the present invention,

도 7는 도 6의 초고주파 발진장치의 동작원리를 나타내는 개략도이고,7 is a schematic view showing the operation principle of the ultra-high frequency oscillation apparatus of FIG.

도 8은 및 도 9는 도 3에 도시된 구동전원 발생부의 구성을 입력전압 별로 나타낸 상세회로도이다.8 and 9 are detailed circuit diagrams illustrating the configuration of the driving power generator shown in FIG. 3 for each input voltage.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100 : 초고주파 발진부 200 : 구동전원발생부100: ultra-high frequency oscillator 200: drive power generator

250 : 도파관 300 : 전자렌지 조리실250: waveguide 300: microwave cooking chamber

120 : 히터 130 : 입력캐비티120: heater 130: input cavity

132 : 캐소드 134 : 제1그리드132: cathode 134: first grid

140 : 출력캐비티 142 : 제2그리드140: output cavity 142: second grid

146 : 애노드 148 : 냉각핀146: anode 148: cooling fin

152 : 커플링단부 160 : 피이드백 봉152: coupling end 160: feedback rod

210 : 방향성 결합기 220 : 감쇄기210: directional coupler 220: attenuator

230 : 위상조정기 260 : 쵸크구조체230: phase adjuster 260: choke structure

이하, 본 발명의 초고주파 발진장치를 구비한 전자렌지의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a microwave oven equipped with an ultra-high frequency oscillation apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본발명의 저전압 구동 초고주파 발진장치를 구비한 전자렌지의 구성블록도이다.5 is a block diagram of a microwave oven having a low voltage driving ultra-high frequency oscillation device of the present invention.

본 발명의 전자렌지는 대략 구동전원발생부(200), 초고주파발진관(100), 도파관(250), 및 전자렌지 조리실(300)을 포함한다.The microwave oven of the present invention includes a driving power generating unit 200, an ultra-high frequency oscillating tube 100, a waveguide 250, and a microwave cooking chamber 300.

구동전원발생부(200)는 입력되는 약 120V 또는 220V의 교류인 상용전원을 약 500∼700V의 직류전압으로 승압하여 초고주파발진관(100)으로 제공하는데, 이는 후술하는 바와 같이 본 발명에 사용되는 초고주파발진관(100)이 약 500∼700V의 저전압에서 구동되기 때문이다.The driving power generation unit 200 boosts the commercial power input of about 120 V or 220 V to a DC voltage of about 500 to 700 V to provide the ultra high frequency oscillation tube 100, which will be used in the present invention as described below. This is because the ultra-high frequency oscillation tube 100 is driven at a low voltage of about 500 to 700V.

그리고, 초고주파 발진관(100)는 구동전압발생부(200)로부터 제공되는 약 500∼700V의 직류전원에 의해 구동되어 초고주파를 발생시키는데, 이러한 초고주파 발진관(100)의 구동전원인 약 500∼700V의 직류전원은 종래의 마그네트론 및 클라이스트론과 비교했을 때 상당히 낮은 저전압이다.In addition, the ultra-high frequency oscillation tube 100 is driven by a DC power supply of about 500 to 700 V provided from the driving voltage generation unit 200 to generate the ultra high frequency, which is about 500 to 700 V which is the driving power of the ultra high frequency oscillation tube 100. The DC power supply of is a low voltage which is considerably lower than the conventional magnetron and Klystron.

따라서, 구동전압 발생부(200)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 전파 2배 전압회로 또는 전파 4배 전압회로로써 구성할 수 있다. 즉, 초고주파 발진관(100)을 초고주파 발생부로 사용하게 되면, 종래의 고압트랜스를 사용하지 않고도 전파 2배전압회로 또는 전파 4배 전압회로를 사용하여 상용전원을 2배 또는4배의 직류전압으로 승압하여 초고주파 발진관(100)으로 제공함으로써 전자렌지를 구동시킬 수 있다.Therefore, the driving voltage generation unit 200 may be configured as a double wave voltage circuit or a double wave voltage circuit as shown in FIGS. 8 and 9. That is, when the ultra-high frequency oscillator tube 100 is used as the ultra-high frequency generating unit, the commercial power is doubled or quadrupled by using a full-wave double voltage circuit or full-wave 4 voltage circuit without using a conventional high voltage transformer. The microwave oven may be driven by boosting and providing the microwave to the ultra-high frequency oscillation tube 100.

즉, 교류 220V의 상용전원으로서 전자렌지를 구동하고자 할 경우에는, 도8에 도시된 바와 같이, 다이오드(D1, D2) 및 캐패시터(C1, C2)가 브리지 형태로 결합되어 구성된 전파 2배 전압회로를 이용하여 구동전압 발생부(200)를 구성할 수 있고, 교류 110∼120V의 상용전원으로서 전자렌지를 구동하고자 할 경우에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 직렬접속된 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4) 및 이와 병렬연결된 4개의 캐패시터(C3, C4, C5, C6)로 구성된 전파 4배 전압회로를 이용하여 구성할 수 있다.That is, when driving a microwave oven as a commercial power source of AC 220V, as shown in Fig. 8, a double-wave voltage circuit composed of diodes (D1, D2) and capacitors (C1, C2) combined in the form of a bridge The driving voltage generator 200 may be configured using the same, and when the microwave oven is to be driven as a commercial power source of AC 110 to 120V, as shown in FIG. 9, four diodes D1 connected in series are shown. D2, D3, D4) and four capacitors (C3, C4, C5, C6) connected in parallel can be configured using a full-wave voltage circuit.

또한, 본 발명에 따른 초고주파 발진관은 일반적으로 도 8에서, 약 220V 의 사용전원을 인가하여 전파정류 후 캐패시터(C1, C2)에 충전된 전압을 측정해 보면 약 600V 정도의 직류전압이 측정되므로, 약 500∼600V의 직류전압을 이용하기 위해서, 전압의 안정도는 출력효율과 관계가 있으므로, 리플량이 크지 않도록 하고, 캐패시터(C1, C2)는 약 500㎌∼600㎌ 정도를 사용하여야 하며, 다이오드(D1, D2)도 필요출력에 적합한 특성을 가진 것을 사용하여야 한다.In addition, in the ultra-high frequency oscillator tube according to the present invention, in general, in FIG. 8, a DC voltage of about 600 V is measured when the voltage charged in the capacitors C1 and C2 is measured after full-wave rectification by applying a power supply of about 220 V. In order to use a DC voltage of about 500 to 600 V, the stability of the voltage is related to the output efficiency, so that the ripple amount should not be large, and the capacitors C1 and C2 should be about 500 to 600 mA. (D1, D2) should also be used with the characteristics suitable for the required output.

이와 같은 방법으로 도 9에 도시된 전파 4배전압회로의 다이오드(D1, D2, D3, D4)의 규격 및 캐패시터(C3, C4, C5, C6)의 용량을 알 수 있을 것이다.In this manner, the specifications of the diodes D1, D2, D3, and D4 of the full-wave quadruplet circuit shown in FIG. 9 and the capacities of the capacitors C3, C4, C5, and C6 will be known.

또한, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전자렌지에 적용되는 초고주파 발진관(100)은 커버(104)가 하부에 덮힌 필터박스(105) 내에 전원입력부(110)와, 히터(120)와, 입력캐비티(130)와, 입력캐비티(130) 중앙하부에피이드백봉(160)과, 출력캐비티(140)와, 출력캐비티(140) 상부에 애노드(146)와, 출력캐비티(140) 중앙상부에 커플링단부(152)와, 커플링단부(152)에 연결된 애노드(146)의 안테나(150) 등이 브라켓(102) 내에 설치된다. 필터박스(105) 내부와 애노드(146)의 안테나(150)의 설치공간은 진공을 유지한다. 브라켓(102)은 통상적인 전자렌지용 마그네트론에 사용된 것과 동일한 것이 바람직하다.In addition, as shown in Figures 5 to 6, the ultra-high frequency oscillation tube 100 applied to the microwave oven of the present invention, the power input unit 110 and the heater in the filter box 105 is covered with a cover 104 at the bottom 120, the input cavity 130, the feed back rod 160 at the center lower portion of the input cavity 130, the output cavity 140, the anode 146, and the output cavity (above the output cavity 140). 140, a coupling end 152 and an antenna 150 of the anode 146 connected to the coupling end 152 are installed in the bracket 102 at the center. The installation space of the inside of the filter box 105 and the antenna 150 of the anode 146 maintains a vacuum. Bracket 102 is preferably the same as that used for conventional magnetrons for microwave ovens.

초고주파 발진관(100)은 환형의 필라멘트로 구성된 히터(120)의 발열에 의한 간접가열방식으로 전자방사체인 캐소드(132)가 열전자를 방출한다. 즉, 도6에 도시된 바와 같이, 히터(120)의 상면에 재치된 캐소드(132)가 히터(120)의 발열에 의하여 약 600∼1200℃로 가열되면, 열전자를 방출하게 된다.The ultra-high frequency oscillation tube 100 emits hot electrons by the cathode 132, which is an electron radiator, by an indirect heating method by heating of the heater 120 composed of an annular filament. That is, as shown in FIG. 6, when the cathode 132 placed on the upper surface of the heater 120 is heated to about 600 to 1200 ° C. by the heat generated by the heater 120, hot electrons are emitted.

입력캐비티(130)는 캐소드(132)와, 상기 캐소드(132) 상부에 소정간격을 두고 설치된 제1그리드(134)와, 상기 캐소드(132)를 절연시키기 위한 쵸크구조체(136)로 둘러싸인 공간으로서, 상기 캐소드(132)는, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 중앙에 구멍이 형성된 링 형상의 디스크 또는 원판형디스크로서, 상기 히터(120)의 발열에 의해 상기의 작동온도로 가열되어 열전자를 방출한다. 상기 캐소드(132)의 상부에 소정간격을 두고 설치된 상기 제1그리드(134)는 바이어스 전압이 인가되어 상기 캐소드(132)로부터 방출된 전자를 입력캐비티(130)에 제어하고 집속한다. 이 때, 제1그리드(134)와 캐소드(132) 사이는 전기적으로 절연상태이기 위하여, 좀 더 자세히는 그 사이의 직류는 차폐되고, 입력캐비티(130) 내부의 마이크로파를 형성하는 표면전류는 통전되도록 하기 위하여, 쵸크구조체(136)를 상기 캐소드(132)와 상기 제1그리드(132) 사이에 설치한다. 상기 쵸크구조체(260)의 간극은 λ/4이도록 한다.The input cavity 130 is a space surrounded by the cathode 132, the first grid 134 provided at a predetermined interval on the cathode 132, and the choke structure 136 to insulate the cathode 132. 5 and 6, the cathode 132 is a ring-shaped disk or disc-shaped disk having a hole formed at the center thereof, and is heated to the operating temperature by the heating of the heater 120. Emits hot electrons. The first grid 134 provided at a predetermined interval on the cathode 132 has a bias voltage applied thereto to control and focus electrons emitted from the cathode 132 to the input cavity 130. At this time, in order to be electrically insulated between the first grid 134 and the cathode 132, more specifically, the direct current therebetween is shielded, and the surface current forming the microwaves in the input cavity 130 is energized. In order to achieve this, the choke structure 136 is installed between the cathode 132 and the first grid 132. The gap of the choke structure 260 is λ / 4.

입력캐비티(130)의 상부에 배열되는 출력캐비티(140)는, 입력캐비티(130)의 제1그리드(134)에 소정의 간극을 두고 대향하는 제2그리드(142)와, 바닥면에서 상기 캐소드(132)에 대응하는 부분에 하향으로 돌출한 돌추부가 형성된 애노드(146)로 둘러싸인 공간으로서, 이 공간에서 입력캐비티(130)에 집속된 전자가 밀도 변조되면서 제1그리드(134)와 제2그리드(142) 사이의 전위차에 의해 가속되고, 제2그리드(142)에 유도된 표면전류에 의해 마이크로파가 형성된다. 감속된 전자빔을 소멸하는 애노드(146)는 도한 열을 방사시키기 위하여 복수개의 냉각핀(148)이 적층배열된다.The output cavity 140 arranged above the input cavity 130 includes a second grid 142 facing the first grid 134 of the input cavity 130 with a predetermined gap, and the cathode on the bottom surface thereof. A space surrounded by an anode 146 having protrusions projecting downward in a portion corresponding to 132, in which the electrons focused on the input cavity 130 are densely modulated with the first grid 134 and the second. Microwaves are formed by the surface current induced in the second grid 142, accelerated by the potential difference between the grids 142. In the anode 146 which extinguishes the decelerated electron beam, a plurality of cooling fins 148 are stacked in order to radiate heat.

제1 및 제2그리드(134, 142)는, 도6에 도시된 바와 같이, 금속재로서, 캐소드에 대응하는 형상으로 서로 동일한 형상 및 재질을 가지며, 캐소드(132)에 대응하는 위치에 원주방향을 따라 슬롯형상의 개구부(170, 180)가 형성되며, 이 개구부를 통하여 캐소드(132)로부터 방출된 전자빔이 통과하게 된다.As shown in FIG. 6, the first and second grids 134 and 142 are metals, and have the same shape and material as the cathodes, and have a circumferential direction at a position corresponding to the cathode 132. Accordingly, slot-shaped openings 170 and 180 are formed, and the electron beam emitted from the cathode 132 passes through the openings.

입력캐비티(130)에 집속된 전자는 제1그리드(132)의 바이어스전원의 자동차폐기능에 의해 밀도변조되어 제1그리드(132)를 통과하게 되고, 이때 서로 절연된 입출력 캐비티(130, 140) 사이에 대략 500∼700VDC의 저전압의 동작전압이 인가되면, 그 사이의 전위차가 발생하게 되어, 제1그리드를 통과한 전자가 가속되어 제2그리드(142)를 통과하게 되므로 출력캐비티(140) 내에 표면전류가 유도되게 된다. 이 결과, 출력캐비티(140) 내에 마이크로파가 형성되게 되고, 이 형성된 마이크로파는 애노드(146)의 중앙을 관통하여 출력캐비티(140)에 형성된 안테나(150)를 통해 방사된다. 이를 위해 안테나(150)의 커플링단부(152)는 출력캐비티(140) 내에 위치된다. 안테나(150)의 중앙상부에 연결되는 안테나세라빅(154)과 안테나캡(156)은 통상적인 마그네트론의 구조와 동일하다.The electrons focused on the input cavity 130 are densely modulated by the vehicle closing function of the bias power of the first grid 132 to pass through the first grid 132. In this case, the input / output cavities 130 and 140 are insulated from each other. When a low operating voltage of approximately 500 to 700 VDC is applied therebetween, a potential difference therebetween is generated, and electrons passing through the first grid are accelerated to pass through the second grid 142, thereby allowing the inside of the output cavity 140. Surface currents are induced. As a result, microwaves are formed in the output cavity 140, and the formed microwaves penetrate through the center of the anode 146 and are radiated through the antenna 150 formed in the output cavity 140. To this end, the coupling end 152 of the antenna 150 is located in the output cavity 140. The antenna cervical 154 and the antenna cap 156 connected to the center of the antenna 150 have the same structure as a conventional magnetron.

한편, 상기 출력캐비티(140)에 형성된 마이크로파의 일부를 상기 출력캐비티로부터 입력캐비티(130) 내로 피이드백하기 위한 피이드백 수단이 설치된다. 이 피이드백수단은, 출력캐비티(140)로부터 발생된 출력파워의 일부를 분리시키기 위한 방향성 결합기(210)와, 분리된 출력파워의 일부를 필요로 하는 량의 파워로 정확히 감소시키기 위한 감쇄기(220)와, 상기 감쇄기(220)에 의해 감쇄된 파워의 위상을 정확히 조절하기 위한 위상조정기(230)와, 상기 입력캐비티(130) 내의 상기 출력캐비티(140)에 대응하는 위치에 설치되어 상기 출력캐비티(140)로부터 방사되는 출력파워의 일부가 출력파워와 동일한 위상으로 조정되어 입력캐비티(130) 내로 피이드백되도록 하기 위한 피이드백봉(160)으로 구성된다.Meanwhile, a feedback means for feeding back a part of the microwaves formed in the output cavity 140 from the output cavity into the input cavity 130 is provided. The feedback means includes a directional coupler 210 for separating a part of the output power generated from the output cavity 140, and an attenuator 220 for accurately reducing a portion of the separated output power to a required amount of power. ), A phase adjuster 230 for accurately adjusting the phase of the power attenuated by the attenuator 220, and installed at a position corresponding to the output cavity 140 in the input cavity 130, the output cavity. A portion of the output power radiated from the 140 is adjusted to the same phase as the output power is composed of a feedback rod 160 to feed back into the input cavity (130).

또한, 히터(120)와 캐소드(132)로 구성된 캐소드부에는 수백 내지 수천볼트의 높은 전압이 걸려 있으므로 이와 절연시키기 위하여 입력라인에 쵸크구조체(260)를 설치하여 안전하게 동작되도록 한다. 쵸크구조체(260)의 간극은 λ/4이도록 한다.In addition, since a high voltage of several hundreds to thousands of volts is applied to the cathode part including the heater 120 and the cathode 132, the choke structure 260 is installed on the input line to insulate it, thereby safely operating. The gap of the choke structure 260 is λ / 4.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 초고주파 발진장치를 구비한 전자렌지에 따르면, 초고주파 발진장치가 종래의 장치에 비하여 고압에 대한 안정성이 확보될 뿐만 아니라 통상적인 마그네트론에 비하여 고압회로부가 필요없게 되므로 경량화가 달성되고, 별도의 고압트랜스 없이 승압할 수 있으므로 제품이 경량화되고 가격이 저렴해지는 효과가 있다. 또한, 제1 및 제2그리드를 사용하여 전자빔을 집속하므로 외부자장 인가용 자석이 불필요하게 되고, 캐소드와 제1 및 제2그리드 및 애노드가 평면구조를 이루므로 구조가 간단해져서 경량화가 달성되고 제1그리드의 오토바이어스 기능으로 외부로부터의 별도의 바이어스 전원이 불필요하게 되므로 제품의 가격이 저렴해지는 효과를 가지게 된다.As described in detail above, according to the microwave oven provided with the ultra-high frequency oscillation apparatus of the present invention, the ultra-high frequency oscillator is not only secured to high pressure than the conventional apparatus, but also does not require a high-voltage circuit portion compared to the conventional magnetron The weight reduction is achieved, and the voltage can be increased without a separate high voltage transformer, thereby reducing the weight and cost of the product. In addition, since the electron beam is focused using the first and second grids, an external magnetic field magnet is unnecessary, and the cathode, the first and second grids, and the anode form a planar structure, which simplifies the structure, thereby achieving lightweight and The 1-grid motorcycle earth function eliminates the need for a separate bias power supply from the outside, reducing the cost of the product.

방향성 결합기가 설치되어 있는 공간에서 파워의 일부를 커플링할 때 입력캐비티의 중앙부로 바로 피이드백하지 않고 출력캐비티의 커플링단부에 연결된 안테나를 통하여 방출된 에너지로부터 분리시켜 입력에 필요한 적절한 량의 파워로 감쇄시키고 다시 위상조정기를 통하여 출력캐비티에서의 출력파워와 비교하여 위상을 정확하게 조정하여 피이드백봉으로 피이드백시킴으로써, 피이드백 파워의 위상 및 에너지 량이 보다 최적화될 수 있게 되었다.When coupling part of the power in the space where the directional coupler is installed, the proper amount of power required for input is separated from the energy emitted through the antenna connected to the coupling end of the output cavity instead of feeding back to the center of the input cavity. The phase and energy amount of the feedback power can be further optimized by adjusting the phase accurately and feeding back to the feedback rod by accurately adjusting the phase compared to the output power in the output cavity through the phase adjuster.

Claims (1)

입력되는 전압을 소정레벨의 전압으로 출력시키는 구동전원발생수단;Drive power generation means for outputting an input voltage to a voltage having a predetermined level; 상기 구동전원발생수단으로부터 제공되는 저전압의 출력전원을 수용하는 전원입력부와; 상기 전원입력부로부터 제공되는 전원을 인가받아 발열하는 발열수단과; 상기 발열수단의 상부에 순차로 설치된 캐소드와, 상기 캐소드 상부에 소정간격을 두고 설치된 제1그리드와, 상기 제1그리드와 상기 캐소드를 절연시키기 위한 쵸크구조체로 둘러싸인 공간의 입력캐비티로서, 상기 캐소드는 상기 발열수단의 발열에 의해 소정의 작동온도로 가열되어 열전자를 방출하고, 상기 제1그리드는 바이어스 전압이 인가되어 상기 캐소드로부터 방출된 전자를 제어하고 집속하며, 상기 쵸크구조체는 상기 입력캐비티 내부에 마이크로파를 형성하는 표면전류를 통전하고, 상기 캐소드와 상기 제1그리드 사이의 직류를 차폐하는 입력캐비티와; 상기 제1그리드의 상부에 정렬된 제2그리드와, 상기 제2그리드 상부에 설치되며 상기 캐소드에 대응하여 형성되는 애노드로 둘러싸인 공간의 출력캐비티로서, 상기 애노드는 정열을 냉각시키기 위하여 복수개의 냉각핀이 적층배열되어 감속된 전자빔을 소멸시키며, 상기 제2그리드는 상기 입력캐비티의 제1그리드를 통과한 전자가 통과하면서 표면전류를 유도하며, 상기 입력캐비티에 집속된 전자가 밀도변조되면서, 상기 제1그리드와 제2그리드 사이의 전위차에 의해 가속되고 제2그리드에 유도된 표면전류에 의해 마이크로파를 형성하는 출력캐비티와; 상기 출력캐비티에 형성된 마이크로파를 방사하는 방사수단과; 상기 출력캐비티에 형성된 마이크로파의 일부를상기 출력캐비티로부터 입력캐비티 내로 피이드백하기 위한 피이드백 수단으로서, 상기 피이드백수단은 출력캐비티로부터 발생된 출력파워의 일부를 분리시키기 위한 방향성 결합기와, 분리된 출력파워의 일부를 필요로 하는 량의 파워로 정확히 감소시키기 위한 감쇄기와, 상기 감쇄기에 의해 감쇄된 파워의 위상을 정확히 조절하기 위한 위상조정기와, 상기 입력캐비티 내의 상기 출력캐비티에 대응하는 위치에 설치되어 상기 출력캐비티로부터 방사되는 출력파워의 일부가 출력파워와 동일한 위상으로 조정되어 피이드백되는 피이드백봉으로 구성되는 그러한 피이드백수단; 으로 구성되는 초고주파발진장치;A power input unit for receiving an output power of low voltage provided from the driving power generating means; Heat generating means for generating heat by receiving power supplied from the power input unit; An input cavity of a space surrounded by a cathode sequentially installed on the heat generating means, a first grid provided at a predetermined interval on the cathode, and a choke structure for insulating the first grid and the cathode, wherein the cathode Heated to a predetermined operating temperature by the heat of the heat generating means to emit hot electrons, the first grid is applied a bias voltage to control and focus the electrons emitted from the cathode, the choke structure is inside the input cavity An input cavity for energizing a surface current forming a microwave and shielding a direct current between the cathode and the first grid; An output cavity of a space surrounded by a second grid aligned with an upper portion of the first grid and an anode disposed on the second grid and formed corresponding to the cathode, wherein the anode includes a plurality of cooling fins to cool the alignment. The stacked array extinguishes the decelerated electron beam, and the second grid induces a surface current while electrons passing through the first grid of the input cavity pass, and densely modulates the electrons focused on the input cavity. An output cavity which is accelerated by the potential difference between the first grid and the second grid and forms microwaves by the surface current induced in the second grid; Radiating means for radiating microwaves formed in the output cavity; A feedback means for feeding back a part of the microwaves formed in the output cavity from the output cavity into the input cavity, the feedback means having a directional coupler for separating a part of the output power generated from the output cavity, and a separate output An attenuator for accurately reducing a part of the power to a required amount of power, a phase adjuster for accurately adjusting the phase of the power attenuated by the attenuator, and a position corresponding to the output cavity in the input cavity; Such feedback means constituted by a feedback rod whose part of the output power radiated from the output cavity is adjusted in phase with the output power and fed back; Ultra high frequency oscillation device consisting of; 상기 초고주파발진장치로부터 발생된 전자기파를 유도하기 위한 도파관; 및A waveguide for inducing electromagnetic waves generated from the microwave generator; And 상기 도파관을 통하여 유도된 전자기파를 이용하여 음식물을 조리하기 위한 조리실을 구비함을 특징으로 하는 전자렌지.And a cooking chamber for cooking food using electromagnetic waves induced through the waveguide.
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