KR200152118Y1 - 마그네트론 보호회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 마그네트론 보호회로에 관한 것으로서, 특히, 고전압으로 양극이 구동되는 마그네트론에 있어서, 외부에서 1차권선으로 입력된 상용교류전압에 의해 철심내에 주자속을 발생시키기고, 상기 주자속이 2차권선에 쇄교하여 유기된 소정의 고전압을 상기 마그네트론의 양극으로 제공하는 고전압변압기 및, 상기 고전압변압기의 철심내를 흐르는 주자속의 역방향으로, 상기 2차권선에 흐르는 전류의 증가분에 비례한 세기의 역자속을 발생시켜 상기 주자속을 감쇄시키는 역자속발생수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 보호회로를 제공하여, 양극전류의 증가로 발생되는 열화에 의한 마그네트론의 손상을 방지할 수 있다.

Description

마그네트론 보호회로

본 고안은 마그네트론에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도상승에 의한 마그네트론의 양극전류의 증가를 억제하는 데에 적합한 마그네트론 보호회로에 관한 것이다.

일반적으로, 마그네트론은 우리 일상생활에서 흔히 접하게 되는 전자렌지의 주요구성부재로서, 음극에서 발생된 열전자가 양극에서 발생된 자계와 고주파전계의 영향에 의해 발진하여 마이크로파를 발생시키는 장치이다.

참고로, 상기 마그네트론에서 발생된 마이크로파는 유전가열작용에 의해 음식물을 조리하게 된다.

제1도는 일반적인 마이크로파 발생시스템의 개략적인 블록구성도로서, 외부에서 입력된 상용교류전압을 소정레벨의 고전압과 소정레벨의 저전압으로 각기 변압하여 출력하는 고전압변압기(10)와, 고전압변압기(10)에서 출력된 교류형태의 고전압을 직류형태로 전파정류하여 출력하는 정류기(20) 및, 고전압변압기(10)로부터 소정레벨의 고전압과 소정레벨의 저전압을 제공받아 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(30)으로 구성된다.

제2도는 일반적인 마이크로파 발생시스템의 개략적인 회로도로서, 고전압변압기(10)는 1차권선(11)을 통해 상용교류전압(V₀)을 입력받고, 2차측 A권선(12)으로는 마그네트론(30)의 음극(kathode)을 구동시키기 위한 소정레벨의 저전압(V_L)(예를 들면, 3.4볼트[V])을 출력하며, 2차측 B권선(13)으로는 마그네트론(30)의 양극(anode)을 구동시키기 위한 소정레벨의 고전압(V_H)(예를 들면, 2킬로볼트[KV])을 출력한다.

한편, 2차측 B권선(13)에서 출력된 교류형태의 고전압(V_H)은 브리지다이오드(bridge-diode)로 구성된 정류기(20)에서 직류형태로 전파정류되어 마그네트론(30)의 양극으로 제공된다.

제3도는 마그네트론의 개략적인 구조도로서, 고전압변압기(10)으로부터 제공된 저전압(V_L)에 의해 가열되어 열전자를 방출하는 음극(K)과, 고전압변압기(10)으로부터 제공된 고전압(V_H)으로 자계 및 고주파전계를 발생시키는 양극(A)으로 구성된다. 여기서, 양극(A)은 도시된 바와 같이 베인(vane)으로 다분할되었으며, 베인과 베인 사이에는 작용공간이 형성된다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 마그네트론은, 고전압변압기(10)으로부터 저전압(V_L)이 공급되면 음극(K)이 가열되어 열전자가 방출된다. 양극(A)은 고전압변압기(10)로부터 고전압(V_H)을 공급받아 자계를 발생시키며, 베인과 베인 사이에는 고주파전계가 형성된다. 음극(K)에서 방출된 열전자는 양극(A)으로 진행하며, 양극(A)에서 발생된 자계의 영향으로 회전운동을 하게 된다. 상기 회전하는 열전자는 베인에서 소정주기로 교번되는 고주파전계의 극성(+, -)에 의해 소정주파수로 공진하여 마이크로파를 발생시킨다.

여기서, 마그네트론(30)의 양극(A)에는 고전압변압기(10)로부터 제공된 고전압(V_H)의 전압차에 의해 양극전류가 흐르게 된다. 시간의 경과에 따라 이 양극(A)에는 저항에 의한 양극전류의 손실로 열이 발생되고, 이 열은 양극(A)의 자계를 감자시킨다. 양극(A)의 자계가 감자되면, 작용공간내에서 양극(A)으로 진행하려는 경향의 열전자에 대한 자계저항이 감소된다. 열전자에 대한 자계저항이 감소됨으로써, 양극(A)에 도달하는 열전자의 양이 증가된다. 양극(A)에 도달하는 열전자의 증가되면, 양극(A)을 흐르는 양극전류의 양이 증가된다.

그러나, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 종래의 마이크로파 발생시스템에서는, 양극(A)에 흐르는 양극전류의 증가를 억제할 수 없었다.

따라서, 양극전류가 증가되면, 양극전류의 증가분만큼의 저항손실이 다시 양극(A)에 열을 발생시키게 되며, 이와 같은 열증가의 반복작용은 마그네트론(30)에 과열을 유발하여 손상을 입히는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은, 양극전류의 증가를 억제함으로써, 양극전류의 증가에 의해 발생되는 과열로부터 마그네트론의 손상을 방지하는 마그네트론 보호회로를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 고전압으로 양극이 구동되는 마그네트론에 있어서, 외부에서 1차권선으로 입력된 상용교류전압에 의해 철심내에 주자속을 발생시키고, 상기 주자속이 2차권선에 쇄교하여 유기된 소정의 고전압을 상기 마그네트론의 양극으로 제공하는 고전압변압기 및, 상기 고전압변압기의 철심내를 흐르는 주자속의 역방향으로, 상기 2차권선에 흐르는 전류의 증가분에 비례한 세기의 역자속을 발생시켜 상기 주자속을 감쇄시키는 역자속발생수단으로 구성되는 마그네트론 보호회로에 있다.

제1도는 일반적인 마이크로파 발생시스템의 개략적인 블록구성도.

제2도는 일반적인 마이크로파 발생시스템의 개략적인 회로도.

제3도는 마그네트론의 개략적인 구조도.

제4도는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 마이크로파 발생시스템의 개략적인 회로도.

제5도는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 마이크로파 발생시스템의 상세회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,40 : 고전압변압기 11,41 : 1차 권선

20,60 : 정류기 12,42 : 2차측 A권선

30,50 : 마그네트론 13,43 : 2차측 B권선

70 : 역전류권선

이하, 첨부도면에 의거하여 본 고안에 의한 마그네트론 보호회로에 관한 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

제4도는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 마이크로파 발생시스템의 개략적인 회로도로서, 고전압변압기(40)는 외부에서 상용교류전압(V₀)을 1차권선(41)으로 입력받고, 2차측 A권선(42)으로는 마그네트론(50)의 음극을 구동시키기 위한 소정의 저전압(V_L)(예를 들면, 3.4볼트[V])을 출력하며, 2차측 B권선(43)으로는 마그네트론(50)의 양극을 구동시키기 위한 소정의 고전압(V_H)(예를 들면, 4킬로볼트[KV])을 출력한다.

한편, 2차측 B권선(42)에서 출력된 교류형태의 고전압(V_H)은 브리지다이오드로 구성된 정류기(60)에서 직류형태로 전파정류되어 마그네트론(50)의 양극으로 제공된다.

여기서, 일측이 정류기(60)의 전압출력단에 연결되고, 다른 일측이 마그네트론(50) 양극에 연결되는 한편, 2차측 A권선(42)의 전류 및, 2차측 B권선(43)의 전류가 고전압변압기(40)내에서 흐르는 방향과는 역방향의 전류가 흐르도록 권선된 역전류권선(70)이 고전압변압기(40)의 소정위치에 내장된다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 고안의 동작예를 제5도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

외부에서 1차권선(41)에 상용교류전압(V₀)이 공급되면, 1차권선(41)에는 인입선 양단간의 전압차에 의해 전류(I₀)가 흐르게 된다. 1차권선(41)에 흐르는 전류(I₀)는 철심(44)에 전자유도작용에 의한 주자속()을 발생시킨다. 이 주자속()은 철심(44)을 통과하여 2차 A권선(42) 및 2차 B권선(43)에 쇄교하여 전자유도작용에 의한 유기기전력을 발생시킴으로써, 2차 A권선(42) 및 2차 B권선(43)에는 동일한 방향의 전류(I₁, I₂)가 흐르게 된다. 2차 A권선(42)의 인출선 양단간의 전압차(V_L)는 마그네트론(50)의 음극에 제공되며, 2차 B권선(43)의 인출선 양단간의 전압차(V_H)는 정류기(60)에서 직류형태로 전파정류되어 역전류권선(70)을 통해 마그네트론(50)의 양극에 제공된다.

이때, 정류기(60)에서 출력된 전류(I₃)는 역전류권선(70)을 통과하게 되고, 이 역전류권선(70)을 통과하는 전류(I₃)가 철심(44)을 돌아나가는 방향은 2차측 A권선(42) 및 2차측 B권선(43)에 흐르는 전류(I₁, I₂)가 철심(44)을 돌아나가는 방향과는 역방향이 된다.

따라서, 역전류권선(70)이 위치하는 철심(44)에는 전자유도작용에 의해 주자속()의 방향과는 역방향의 자속(-)이 발생된다. 여기서, 상기 역전류권선(70)에 발생되는 역방향의 자속(-)은 전류(I₃)의 양에 비례한다.

한편, 2차측 B권선(43)에서 출력된 전류(I₂)가 역전류권선(70)을 통하여 마그네트론(50)의 양극으로 제공됨으로써, 2차측 B권선(43)에서 출력된 전류(I₂)의 양과 역전류권선(70)에 흐르는 전류(I₃)의 양 및 마그네트론(50)의 양극전류의 양은 상호 비례하게 된다.

따라서, 열로 인한 감자현상으로 마그네트론(50)의 양극(A)에 흐르는 양극전류가 증가하면, 역전류권선(70)에 흐르는 전류(I₃)도 양극전류의 증가분에 비례하여 증가됨으로써, 역방향의 자속(-)이 증가된다. 역방향의 자속(-)이 증가됨으로써, 역방향의 자속(-)의 증가분만큼 주자속()은 감쇄하게 된다. 주자속()이 감쇄함으로써, 2차측 B권선(43)에 전자유도작용으로 유기되는 유기기전력이 감소된다. 유기기전력이 감소됨으로써, 2차측 B권선(43)에서 출력되어 마그네트론(50)의 양극으로 공급되는 전류의 양이 감소하게 된다. 따라서, 마그네트론(50)의 양극에 흐르는 양극전류가 증가될 경우, 양극전류가 증가된만큼 2차측 B권선(43)으로부터 마그네트론(50)의 양극(A)으로 제공되는 전류의 양이 감소함으로써, 양극전류의 증가분이 상쇄된다.

상기한 바와 같이 마그네트론(50)의 양극이 열에 의해 감자되더라도, 양극전류의 증가가 억제됨으로서, 양극전류의 증가에 의해 발생되는 과열로 인한 마그네트론(50)의 손상이 방지된다.

한편 상기한 바와 같은 본 고안의 실시예에서는, 고전압변압기(40)의 1차권선(41)에 입력되는 상용교류전압(V₀)의 전압레벨이 정(+)과 부(-)로 반복되는 주기중에서 어느 한쪽의 반주기만을 예로 들어 설명하였으나, 이 기술의 숙련자는 상기 상용교류전압(V₀)의 전압레벨이 정(+)과 부(-)로 반복되는 어느 주기에서도 동일하게 본 고안의 바른동작이 수행되는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이 본 고안의 마그네트론 보호회로에 의하면, 양극에 흐르는 전류의 증가가 억제되어, 양극전류의 증가에 의해 발생되는 과열로부터 마그네트론의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 고전압으로 양극이 구동되는 마그네트론에 있어서, 외부에서 1차권선으로 입력된 상용교류전압에 의해 철심내에 주자속을 발생시키기고, 상기 주자속이 2차권선에 쇄교하여 유기된 소정의 고전압을 상기 마그네트론의 양극으로 제공하는 고전압변압기 및, 상기 고전압변압기의 철심내를 흐르는 주자속의 역방향으로, 상기 2차권선에 흐르는 전류의 증가분에 비례한 세기의 역자속을 발생시켜 상기 주자속을 감쇄시키는 역자속발생수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 보호회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 역자속발생수단은, 상기 고전압변압기의 철심에 소정권선수로 감겨있는 한편, 상기 고전압변압기의 2차권선에 흐르는 전류가 상기 철심을 돌아나가는 방향과 역방향으로 전류가 흐르도록 권선되는 역전류권선인 것을 특징으로 하는 마그네트론 보호회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 역전류권선은, 일측이 상기 2차권선의 인출선에 연결되는 한편, 다른 일측이 상기 마그네트론의 양극과 연결되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 보호회로.
4. 제2항에 있어서, 상기 역전류권선은, 일측이 2차권선에서 출력된 교류전압을 직류로 변환하는 소정의 정류수단과 연결되는 한편, 다른 일측이 마그네트론의 양극과 연결되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 보호회로.