KR20010068384A - 마그네트론 - Google Patents

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KR20010068384A
KR20010068384A KR1020000000291A KR20000000291A KR20010068384A KR 20010068384 A KR20010068384 A KR 20010068384A KR 1020000000291 A KR1020000000291 A KR 1020000000291A KR 20000000291 A KR20000000291 A KR 20000000291A KR 20010068384 A KR20010068384 A KR 20010068384A
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Abstract

본 발명은 마그네트론에 관한 것으로서, 일단이 음극의 센터리드에 연결되는 제1초크코일과; 일단이 음극의 사이드리드에 연결되며 상기 제1초크코일과 소정 거리 이격되어 상호 나란하게 배치되는 제2초크코일과; 적어도 일영역이 상기 제1초크코일내에 길이방향을 따라 소정 구간삽입되는 제1코아부와, 적어도 일영역이 상기 제2초크코일내에 길이방향을 따라 소정구간삽입되는 제2코아부와, 상기 제1코아부와 상기 제2코아부를 연결하는 연결코아부를 갖는 페라이트코아와; 상기 제1초크코일 및 상기 제2초크코일의 각 타단에 연결되는 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 상대적으로 저주파수대역의 잡음을 효과적으로 제거함과 동시에 별도의 필터를 배제시킴으로써 비용을 절감시킬 수 있는 마그네트론이 제공된다.

Description

마그네트론{MAGNETRON}
본 발명은, 마그네트론에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 상대적으로 저주파수대역의 잡음을 효과적으로 감쇄시킴으로써 별도의 저역통과필터를 배제시켜 비용을 절감할 수 있도록 한 마그네트론에 관한 것이다.
일반적으로, 마그네트론이란 외부로부터 제공되는 고전압에 의해 초고주파를 발생하는 것으로서, 의료용, 전자렌지용, 기타 가열용에 사용되는 2450㎒의 고주파를 발생하는 마그네트론과 공업용 가열렌지, 연속파 레이다 등에 사용되는 915㎒의 고주파를 발생하는 마그네트론으로 구분된다.
이러한 마그네트론은, 동 파이프 등에 의해 원통형상으로 형성되는 양극몸체와 양극몸체의 내부에 고주파 성분을 유기시키도록 공동공진기를 형성하며 축심방향을 향하여 상호 등간격으로 배치되는 복수개의(일반적으로, 짝수개임) 베인에 의해 형성되는 양극부와, 베인과의 사이에 작용공간이 형성되도록 양극몸체의 축심을 따라 배치되어 열전자를 방출하는 필라멘트와, 작용공간을 사이에 두고 작용공간의 외부 상측 및 하측에 각각 배치되어 자계를 형성하는 한 쌍의 영구자석을 가진다.
필라멘트의 상단 및 하단에는 작용공간을 차단하도록 상부실드햇 및 하부실드햇이 각각 배치되어 있다. 상부실드햇의 중앙영역에는 센터리드가 필라멘트의 축심을 따라 연장되고 하부실트햇을 관통하여 작용공간의 외부로 연장되도록 결합되어 있으며, 하부실드햇에는 사이드리드가 연결되어 있다.
한편, 외부로부터 전원이 공급되면 필라멘트는 가열되어 열전자를 방출하게 되고, 방출된 열전자는 베인을 향해 선회운동을 하게 된다. 이 때, 직류자계 강도의 차이 및/또는 작용공간의 내부가 완전진공을 이루지 못해 작용공간내에 잔류된 잔류가스와 필라멘트로부터 방출된 열전자의 상호 충돌에 기인하여 진동현상을 유발시키게 되며, 이에 의해 잡음이 발생된다.
이러한 잡음을 억제시킬 수 있도록 센터리드 및 사이드리드에는 필터부가 연결되어 있다. 필터부는, 외부의 전원단자에 접속되는 고압의 관통형 콘덴서와, 일단이 센터리드 및 사이드리드에 각각 연결되고 타단이 관통형 콘덴서에 각각 연결되는 제1초크코일 및 제2초크코일로 구성되어 있다.
도 1은 종래의 마그네트론의 초크코일영역을 도시한 평단면도이다. 도시된 바와 같이, 금속제로 형성된 케이싱(111)의 내부에는 필라멘트(미도시)로부터 연장된 센터리드(112a) 및 사이드리드(112b)가 상호 이격되게 배치되어 있으며, 케이싱(111)의 일측에는 외부로부터의 전원이 공급될 수 있도록 관통형 콘덴서(113)가 결합되어 있다. 센터리드(112a) 및 사이드리드(112b)에는 일단이 각각 관통형 콘덴서(113)에 연결된 제1초크코일(115) 및 제2초크코일(117)이 각각 연결되어 있으며, 제1초크코일(115) 및 제2초크코일(117)의 내부에는 원통단면을 가지는 바형상의 제1페라이트코아(119) 및 제2페라이트코아(121)가 각각 결합되어 있다.
그런데, 이러한 종래의 마그네트론(110)에 있어서는, 페라이트코아(119,121)가 원형단면을 가지는 바형상을 가지도록 되어 있어, 각 초크코일(115,117)을 쇄교하는 자속은 대부분 페라이트코아(119,121)를 지나 공간으로 누설되므로, 상대적으로 높은 투자율을 갖는 페라이트코아일지라도 자속의 누설에 기인하여 충분한 효과를 발휘할 수 없다는 문제점이 있다.
이에 따라, EMI(Electromagnetic Interference) 즉, 전자기간섭에 대한 규격에 있어, 상대적으로 저주파수대역인 50 내지 250㎒ 주파수 대역의 방사잡음에서 EMI 규격을 만족하지 못하게 되어, 별도의 초크코일을 마그네트론(110)의 외부에 추가 장착하도록 되어 있어, 부품의 추가 및 그에 기인한 공수의 증가로 제조비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상대적으로 저주파수대역의 잡음을 효과적으로 제거함과 동시에 별도의 필터를 배제시킴으로써 비용을 절감시킬 수 있는 마그네트론을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 마그네트론의 초크코일영역을 도시한 평단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네트론의 초크코일영역을 도시한 평단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네트론의 초크코일영역을 도시한 평단면도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네트론의 초크코일영역의 평단면도,
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 확대단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 케이싱 12a : 센터리드
12b : 사이드리드 13 : 관통형 콘덴서
15 : 제1초크코일 17 : 제2초크코일
19 : 페라이트코아 20a : 제1코아부
20b : 제2코아부 20c : 연장코아부
상기 목적은, 본 발명에 따라, 일단이 음극의 센터리드에 연결되는 제1초크코일과; 일단이 음극의 사이드리드에 연결되며 상기 제1초크코일과 소정 거리 이격되어 상호 나란하게 배치되는 제2초크코일과; 적어도 일영역이 상기 제1초크코일내에 길이방향을 따라 소정 구간삽입되는 제1코아부와, 적어도 일영역이 상기 제2초크코일내에 길이방향을 따라 소정구간삽입되는 제2코아부와, 상기 제1코아부와 상기 제2코아부를 연결하는 연결코아부를 갖는 페라이트코아와; 상기 제1초크코일 및 상기 제2초크코일의 각 타단에 연결되는 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 분야에 따르면, 일단이 음극의 센터리드에 연결되는 제1초크코일과; 일단이 음극의 사이드리드에 연결되며 상기 제1초크코일과 소정 거리 이격되어 상호 나란하게 배치되는 제2초크코일과; 적어도 일영역이 상기 제1초크코일내에 길이방향을 따라 소정 구간삽입되는 제1코아부와, 상기 제1코아부의 노출단부로부터 상기 제2초크코일측으로 절곡형성된 제1절곡연장부를 갖는 제1페라이트코아와; 적어도 일영역이 상기 제2초크코일내에 길이방향을 따라 소정구간삽입되는 제2코아부와, 상기 제2코아부의 노출단부로부터 상기 제1절곡연장부측으로 절곡연장되어 상기 제1절곡연장부와 소정 간격을 두고 상호 대면하는 제2절연장부를 갖는 제2페라이트코아와; 상기 제1초크코일 및 상기 제2초크코일의 각 타단에 연결되는 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론이 제공된다.
여기서, 상기 제1페라이트코아는 상기 제1절곡연장부의 대향단으로부터 상기 제2페라이트코아측으로 절곡연장된 제3절곡연장부를 더 포함하며, 상기 제2페라이트코아는 상기 제2절곡연장부의 대향단으로부터 상기 제3절곡연장부측으로 절곡연장되어 상기 제3절곡연장부와 소정 간격을 두고 상호 대면하는 제4절곡연장부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 또 다른 분야에 따르면, 상호 소정 거리 이격배치된 음극의 센터리드 및 사이드리드를 사이에 두고 상호 평행하게 이격배치되는 제1페라이트코아 및 제2페라이트코아와; 일단이 음극의 센터리드에 연결되며 상기 제1페라이트코아의 둘레에 길이방향을 따라 권취되는 제1권취부와, 상기 제1권취부의 둘레영역에권취되는 제2권취부를 갖는 제1초크코일과; 일단이 음극의 사이드리드에 연결되며 상기 제2페라이트코아의 둘레에 길이방향을 따라 권취되는 제1권취부와, 상기 제1권취부의 둘레영역에 권취되는 제2권취부를 갖는 제2초크코일과; 상기 제1초크코일 및 상기 제2초크코일의 각 타단에 연결되는 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론이 제공된다.
여기서,상기 제1페라이트코아와 상기 제2페라이트코아는 상호 일체로 형성되도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1페라이트코아에는 상기 제2페라이트코아측으로 절곡연장된 제1절곡연장부가 형성되어 있으며, 상기 제2페라이트코아에는 상기 제1절곡연장부와 소정 간격을 두고 상호 대면하도록 절곡연장된 제2절곡연장부가 형성되어 있는 것이 효과적이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네트론의 초크코일영역을 도시한 평단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네트론(10)도 종래의 마그네트론과 마찬가지로, 금속제로 형성된 케이싱(11)의 내부에는 필라멘트(미도시)로부터 연장된 센터리드(12a) 및 사이드리드(12b)가 상호 이격배치되어 있으며, 케이싱(11)의 일측에는 외부로부터의 전원이 공급될 수 있도록 관통형 콘덴서(13)가 결합되어 있다. 센터리드(12a) 및 사이드리드(12b)에는 일단이 각각 관통형 콘덴서(13)에 연결된 제1초크코일(15) 및 제2초크코일(17)이 각각 연결되어 있다.
한편, 제1초크코일(15) 및 제2초크코일(17)에는 “U”형상을 가지는 페라이트코아(19)의 각 일단이 소정 길이구간에 걸쳐 각각 삽입되어 있다. 페라이트코아(19)는, 제1초크코일(15)의 길이방향을 따라 소정 길이구간내에 삽입되는 제1코아부(20a)와, 제2초크코일(17)의 길이방향을 따라 소정 길이구간내에 삽입되며 제1코아부(20a)에 대해 상호 평행하게 배치되는 제2코아부(20b)와, 제1코아부(20a)와 제2코아부(20b)의 각 노출단부를 일체로 연결하는 연결코아부(20c)를 가지도록 형성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 외부로부터의 전원이 인가되면 제1초크코일(15) 및 제2초크코일(17)의 내부에는 자로가 형성된다. 이 때, 제1초크코일(15) 및 제2초크코일(17)의 축심을 따라 각각 삽입된 제1코아부(20a) 및 제2코아부(20b)는 연결코아부(20c)에 의해 자로가 연장되어 있어, 종래에 비해 자속의 누설이 상대적으로 적게 발생되어 인덕턴스가 증가하게 된다. 이에 의해 각 초크코일(15,17)의 임피던스가 향상되어 50 내지 250㎒ 의 저주파수 잡음대역에서의 감쇄특성이 향상된다.
일반적으로, 인덕턴스(L)은,
L=μ0μrN×A/l ------- 식(1)
로 표현된다.
여기서, N은 코일의 턴수이고, A는 단면적이며, l은 코일의 길이이고, μ0및 μr은 각각 투자율상수이다.
상기 식(1)에서 알 수 있는 바와 같이, 인덕턴스는, 코일의 턴수 및 페라이트코아의 단면적에 비례하고, 코일의 길이에 반비례하게 되므로, 인덕턴스를 증가시키기 위해서는, 페라이트코아의 단면적 및 코일의 턴수를 증가시킴과 동시에 코일의 길이를 감축시키는 것이 효과적이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네트론의 초크코일영역을 도시한 평단면도이다. 도시된 바와 같이, 금속제로된 케이싱(31)의 내부에는 필라멘트의 센터리드(32a) 및 사이드리드(32b)가 각각 연장되어 있으며, 케이싱(31)의 일측에는 외부의 전원단자에 연결되는 관통형 콘덴서(33)가 결합되어 있다. 센터리드(32a)에는 일단이 관통형 콘덴서(33)에 연결된 제1초크코일(35)의 타단이 연결되어 있으며, 사이드리드(32b)에는 일단이 관통형 콘덴서(33)에 연결된 제2초크코일(37)의 타단이 연결되어 있다.
한편, 제1초크코일(35)의 내부에는 길이방향을 따라 소정 길이구간에 제1페라이트코아(39)가 삽입되어 있다. 제1페라이트코아(39)는, 제1초크코일(35)의 일측에 공심구간을 두고 길이방향을 따라 삽입되는 제1코아부(40a)와, 제1코아부(40a)의 노출단부영역으로부터 제2초크코일(37)측으로 절곡연장된 제1절곡연장부(40b)와, 제1절곡연장부(40b)의 대향측에 제1절곡연장부(40b)와 나란하게 절곡연장된 제3절곡연장부(40c)가 일체로 형성된 “U”형상을 가진다.
제2초크코일(37)의 내부에는 길이방향을 따라 소정 길이구간에 걸쳐 제2페라이트코아(41)가 삽입되어 있으며, 제2페라이트코아(41)는 “U”형상을 가지고 제1페라이트코아(39)와 상호 대면하도록 배치되어 있다. 제2페라이트코아(41)는, 제2초크코일(37)의 내부에 소정의 공심구간을 두고 길이방향을 따라 삽입되는 제2코아부(42a)와, 제2코아부(42a)의 노출단부로부터 제1초크코일(35)측으로 절곡연장되어 제1절곡연장부(40b)와 소정의 공극을 두고 상호 대면하는 제2절곡연장부(42b)와, 제2절곡연장부(42b)의 대향측에 제2절곡연장부(42b)와 나란하게 배치되는 제4절곡연장부(42c)를 가진다. 제4절곡연장부(42c)는 소정의 공극을 두고 제3절곡연장부(40c)와 상호 대면하게 된다.
이러한 구성에 의하여, 외부로부터의 전원이 인가되면 제1초크코일(35) 및 제2초크코일(37)의 내부에는 자로가 형성된다. 이 때, 제1초크코일(35)의 축심을 따라 각각 삽입된 제1코아부(40a)는 제1 및 제3절곡연장부(40b,40c)에 의해, 제2초크코일(37)의 내부에 삽입된 제2코아부(42a)는, 제2 및 제4절곡연장부(42b,42c)에 의해 연장된 자로를 가지게 되어, 종래에 비해 상대적으로 자속의 누설이 발생됨이 적어 인덕턴스가 증가하게 됨으로써, 임피던스가 향상되어 50 내지 250㎒ 의 저주파수 잡음대역에서의 향상된 감쇄특성을 가지게 된다.
한편, 인덕턴스를 증가시켜 각 초크코일의 임피던스를 향상시키는 방법으로 식(1)에서 알 수 있는 바와 같이, 코일의 턴수(N)를 증가시키는 방법이 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네트론의 초크코일영역의 평단면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 확대단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 마그네트론도, 금속제로된 케이싱(51)의 내부에는 필라멘트의 센터리드(52a) 및 사이드리드(52b)가 하향연장되어 있으며, 케이싱(51)의 일측에는 외부의 전원단자에 연결되는 관통형 콘덴서(53)가 설치되어 있다. 센터리드(52a) 및 사이드리드(52b)를 사이에두고 원통단면의 바형상을 가지는 제1페라이트코아(59) 및 제2페라이트코아(61)가 상호 평행하게 소정 거리 이격배치되어있다.
한편, 제1페라이트코아(59) 및 제2페라이트코아(61)의 둘레영역에는 제1초크코일(63) 및 제2초크코일(65)이 각각 권취되어 있다. 제1초크코일(59)은, 일단이 센터리드(52a)에 연결되고 제1페라이트코아(59)의 일측에 소정의 공심구간을 두고 제1페라이트코아(59)의 둘레영역에 권취되는 제1권취부(64a)와, 제1권취부(64a)의 둘레영역에 권취되고 타단이 관통형 콘덴서(53)의 단자에 연결되는 제2권취부(64b)를 가진다. 제2초크코일(61)은 일단이 사이드리드(52b)에 연결되고 제2페라이트코아(61)의 일측에 소정의 공심구간이 형성되도록 제2페라이트코아(61)의 둘레영역에 길이방향을 따라 소정 권취되는 제1권취부(66a)와, 제1권취부(66a)의 둘레영역에 소정 길이구간 권취된 후 관통형 콘덴서(53)에 연결되는 제2권취부(66b)로 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 외부로부터의 전원이 인가되면 제1초크코일(63) 및 제2초크코일(65)의 내부에는 자로가 형성된다. 이 때, 제1초크코일(63) 및 제2초크코일(65)은 각각 복수층의 권선으로 형성되어 있어, 전술한 식(1)에서 보는 바와 같이, 인덕턴스가 증가되어 임피던스가 향상됨으로써, 50 내지 250㎒ 의 저주파수 잡음대역에서의 감쇄특성이 향상된다.
도 2 및 도 3과 관련하여 전술한 실시예에서는, 각 초크코일이 단일의 턴수를 가지는 경우를 예를 들어 설명하고 있지만 복수의 턴수를 가지도록 구성할 수 있음은 물론이다.
또한, 도 4 및 도 5와 관련하여 전술한 실시예에서는 페라이트코아를 종래와같이 원형단면의 바형상으로 구성된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 도 2 또는 도 3과 관련하여 전술한 페라이트코아를 적용할 수 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 페라이트코아의 단면적 증대 및/또는 각 초크코일의 턴수의 증대에 따른 인덕턴스의 증대를 통해 임피던스를 향상시킴으로써, 상대적으로 저주파수대역의 잡음을 효과적으로 감소시킬 수 있어 별도의 초크코일을 설치하던 종래와는 달리, 필터부를 추가로 구성할 필요가 없어 비용을 절감할 수 있는 마그네트론이 제공된다.

Claims (6)

  1. 일단이 음극의 센터리드에 연결되는 제1초크코일과; 일단이 음극의 사이드리드에 연결되며 상기 제1초크코일과 소정 거리 이격되어 상호 나란하게 배치되는 제2초크코일과; 적어도 일영역이 상기 제1초크코일내에 길이방향을 따라 소정 구간삽입되는 제1코아부와, 적어도 일영역이 상기 제2초크코일내에 길이방향을 따라 소정구간삽입되는 제2코아부와, 상기 제1코아부와 상기 제2코아부를 연결하는 연결코아부를 갖는 페라이트코아와; 상기 제1초크코일 및 상기 제2초크코일의 각 타단에 연결되는 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  2. 일단이 음극의 센터리드에 연결되는 제1초크코일과; 일단이 음극의 사이드리드에 연결되며 상기 제1초크코일과 소정 거리 이격되어 상호 나란하게 배치되는 제2초크코일과; 적어도 일영역이 상기 제1초크코일내에 길이방향을 따라 소정 구간삽입되는 제1코아부와, 상기 제1코아부의 노출단부로부터 상기 제2초크코일측으로 절곡형성된 제1절곡연장부를 갖는 제1페라이트코아와; 적어도 일영역이 상기 제2초크코일내에 길이방향을 따라 소정구간삽입되는 제2코아부와, 상기 제2코아부의 노출단부로부터 상기 제1절곡연장부측으로 절곡연장되어 상기 제1절곡연장부와 소정 간격을 두고 상호 대면하는 제2절연장부를 갖는 제2페라이트코아와; 상기 제1초크코일 및 상기 제2초크코일의 각 타단에 연결되는 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1페라이트코아는 상기 제1절곡연장부의 대향단으로부터 상기 제2페라이트코아측으로 절곡연장된 제3절곡연장부를 더 포함하며,
    상기 제2페라이트코아는 상기 제2절곡연장부의 대향단으로부터 상기 제3절곡연장부측으로 절곡연장되어 상기 제3절곡연장부와 소정 간격을 두고 상호 대면하는 제4절곡연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  4. 상호 소정 거리 이격배치된 음극의 센터리드 및 사이드리드를 사이에 두고 상호 평행하게 이격배치되는 제1페라이트코아 및 제2페라이트코아와; 일단이 음극의 센터리드에 연결되며 상기 제1페라이트코아의 둘레에 길이방향을 따라 권취되는 제1권취부와, 상기 제1권취부의 둘레영역에 권취되는 제2권취부를 갖는 제1초크코일과; 일단이 음극의 사이드리드에 연결되며 상기 제2페라이트코아의 둘레에 길이방향을 따라 권취되는 제1권취부와, 상기 제1권취부의 둘레영역에 권취되는 제2권취부를 갖는 제2초크코일과; 상기 제1초크코일 및 상기 제2초크코일의 각 타단에 연결되는 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1페라이트코아와 상기 제2페라이트코아는 상호 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1페라이트코아에는 상기 제2페라이트코아측으로 절곡연장된 제1절곡연장부가 형성되어 있으며, 상기 제2페라이트코아에는 상기 제1절곡연장부와 소정 간격을 두고 상호 대면하도록 절곡연장된 제2절곡연장부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
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