KR940001763B1 - 전자렌지용 스위칭 전원 - Google Patents

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히또시 요시오까
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이우에 사또시
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요시모찌 아끼다까
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Abstract

내용 없음.

Description

전자렌지용 스위칭 전원
제1도는 본 발명에 의한 전자렌지용 스위칭 전원의 제1실시예를 표시하는 전기회로도.
제2도는 각부의 전압 파형도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예를 표시하는 전기회로도.
제4도는 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 2 : 교류전원 입력단자 3 : 전파정류기
4 : 인덕터(Inductor) 5, 18, 33, 43, 44 : 콘덴서
6 : 정류필터회로 7 : 인버터 트랜스(Inverter trans)
8 : 1차권선 9 : 주트랜지스터
10, 14, 15, 16, 19, 20, 21, 24, 35, 39, 40, 42, 47 : 저항
11 : 공진용 콘덴서 12 : 보조권선
13, 28, 31, 32, 38, 48 : 다이오드
17 : 트리거 다이오드 22, 45, 46 : 제너다이오드
23 : 비교기 25 : 콘덴서
26 : 증폭용 트랜지스터 27 : 보조트랜지스터
29, 30 : 2차권선 34 : 마그네트론(고주파발진관)
36 : 기준전압제어부 37 : 전류트랜스
41 : 정류평활회로 49 : 포토커플러
50 : 트랜지스터
본 발명은 인버터 방식 전자렌지의 전원으로서 사용되는 자려(Self-excited)방식 전압 공진형의 스위칭 전원에 관한 것으로, 특히 전원투입후에, 마그네트론(고주파 발진관)의 발진개시까지의 인버터 회로에 대한 과부하 및 인버터 트랜스 2차측 부품의 이상 고압인가에 의한 파손으로 부터 보호하도록 한 것이다.
종래의 인버터 방식 전자렌지의 제어회로는 전원투입후 마그네트론이 발진개시할 때까지의 과부하를, 스위칭 소자로서의 트랜지스터의 내압등으로 피하고 있었다. 또, 마그네트론의 전원투입으로부터 발진개시까지의 시간은 주위온도나 마그네트론 자신의 분산에 의하여 1초에서 5초로, 그 변화가 대단히 크기 때문에 콘덴서의 충전시간이나 타이머 Ic에 의한 시정수적인 지연회로로 제어하는 것은 마그네트론의 발진특성과 관련이 없어 확실한 동작을 얻을 수 없었다. 전자렌지용 인버터 회로는 1차측과 2차측의 결합이 나쁜 트랜스(leakage trans)를 사용한 플라이백(flyback)방식이며, 인버터 회로로부터 본 부하인 마그네트론은, 발진개시할 때까지 거의 무부하 상태로 된다. 이 무부하 상태에서는 인버터 회로가 온인 때에 누설 트랜스에 공급한 전자 에너지가, 오프인 때에 인버터 회로 자신에 플라이백 전력으로서 반환되어, 과부하의 상태로 되며, 스위칭 트랜지스터 등을 파손, 또는 인버터 트랜스 2차측 부품에 이상 고압이 인가되어 2차 회로를 파손하여 버린다. 종래는 무부하 때에 있어서의 인버터 회로의 과부하에 의한 파손을 방지하기 위하여 고내압, 대전류의 트랜지스터, 콘덴서, 트랜스 권선등을 필요로 하여 여유도가 높으며, 과다한 설계로 고가인 회로로가 되었다.
본 발명은 무부하때의 인버터 회로의 과부하를 낮게 하여 소형이며, 저렴한 가격을 실현한 스위칭 전원을 얻는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 직류 전원을 인버터 트랜스의 1차권선에 결합된 스위칭 소자로 펄스화하며, 2차권선에 결합된 고주파 발진관에 공급하도록 한 전자렌지용 전원에 있어서, 상기 스위칭 소자의 통과전류에 대응한 전압을 검출하는 전압검출부와, 기준전압 설정부와, 이 기준전압 설정부와 상기 전압검출부와를 비교하는 비교부와, 이 비교부의 출력으로 상기 스위칭 소자의 개폐를 제어하는 개폐소자와, 상기기준전압 설정부의 기준전압을 상기 고주파 발진관의 발진개시까지 정상때보다 낮게 설정하기 위한 기준전압 제어부와를 구비하고 있는 것이다.
본 발명은 전원투입때는 기준전압 제어부에 의하여 기준전압 설정부의 기준전압이 정상때보다 낮게 설정되어 있다. 따라서, 인버터 트랜스의 2차권선으로부터 마그네트론에 공급되는 전력이 낮게 설정된다. 마그네트론의 발진개시에 의하여 기준전압이 점차 높게 되므로 마그네트론에 공급되는 전력도 점차 높게 되며, 발진이 정상동작으로 되면 기준전압도 정상상태로 된다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
제1도는, 본 발명의 제1실시예를 표시하는 것으로 교류전원 입력단자(1), (2)에 전파정류기(3), 인덕터(4) 및 콘덴서(5)로 되는 정류필터회로(6)이 결합되어 있다. 상기 콘덴서(5)의 양단 사이에 인버터 트랜스(7)의 1차권선(8)과 스위칭 소자로서의 주트랜지스터(9)와, 이 트랜지스터(9)의 통과전류에 대응한 전압을 검출하는 전압검출부로서의 저항(10)과의 직렬회로가 접속되어 있다.
또, 전기 1차권선(8)과 병렬로 공진용 콘덴서(11)가 결합되어 있다. 상기 인버터 트랜스(7)에는 보조권선(12)이 설치되며, 이 보조권선(12)의 일단은 다이오드(13)와 저항(14)에 의해 전기 주트랜지스터(9)의 베이스에 결합되며, 타단은 (-)측에 결합되어 있다. 이 주트랜지스터(9)의 베이스에는 저항(15), (16), 트리거다이오드(17), 콘덴서(18)로 되는 기동회로가 삽입되어 있다. 상기 전파정류기(3)의 양단 사이에는 저항(19), (20), (21) 및 제너다이오드(22)로 되는 기준전압 설정부가 접속되며, 상기 저항(20), (21)의 접합점(A)은 비교부로서의 비교기(23)의 (+)측에 결합되어 있다.
이 비교기(23)의 (-)측에는 상기 주트랜지스터(9)의 에미터에 접속되며, 통과전류에 대응한 전압검출부로서의 저항(10)이 저항(24)과 콘덴서(25)로 되는 적분회로에 의해 결합되어 있다. 상기 비교기(23)의 출력측에는 증폭용 트랜지스터(26)에 의해 보조트랜지스터(27)의 베이스에 결합되어 있다. 이 보조트랜지스터(27)의 콜렉터는 상기 주트랜지스터(9)의 베이스에 결합되며, 에미터는 다이오드(28)에 의해 상기 보조권선(12)의 타단에 결합되어 있다. 상기 인버터 트랜스(7)의 2차권선(29), (30)에는 다이오드(31), (32), 콘덴서(33), 고주파 발진관으로서의 마그네트론(34) 및 저항(35)이 결합되어 있다. 상기 마그네트론(34)의 양극(+)과, 상기 기준전압 설정용 저항(21)과의 사이에는 기준전압 제어부(36)가 삽입되어 있다. 즉, 상기 마그네트론(34)의 양극(+)이 전류트랜스(37)의 1차측에 결합되어 있다.
또, 상기 기준전압 설정용 저항(21)과 병렬로 다이오드(38)와 저항(39)의 직렬회로가 접속되어 있다. 그리고, 상기 전류트랜스(37)의 2차측에는 전압으로서 꺼내기 위한 저항(40), 정류평활회로(41)에 의해 상기 저항(39)의 양단에 결합되어 있다. 또한, 입력단자(1), (2)에는 저항(42), 콘덴서(43), (44), 제너다이오드(45)로 되는 보조전원이 결합되어 있다. 또, 주트랜지스터(9)의 콜렉터에는 부하의 급격한 변동이나 입력의 맥류에 의한 인버터의 발진 정지를 극히 짧게 하기 위하여 제너다이오드(46)와, 저항(47)과 다이오드(48)가 결합되어 있다.
이상과 같은 구성에 있어서의 작용을 설명한다.
제2도의 t1 때에 전원이 투입되면, 입력된 교류전원 전압은 정류필터회로(6)로 정류되며, 콘덴서(5)에 축전된다. 이어서, 기동회로에 의해 기동전류가 주트랜지스터(9)의 베이스에 가하여져 이 주트랜지스터(9)는 온을 개시한다. 그러면, 주트랜지스터(9)의 콜렉터 전류는 직렬로 접속한 인버터 트랜스(7)의 1차권선(8)의 인덕턴스에 의하여 직선적으로 상승하며, 동시에 인버터 트랜스(7)에 설치된 보조권선(12)에도 동상전압을 발생한다. 이 전압은 다이오드(13)로 정류되며, 주트랜지스터(9)의 베이스 전류를 다시 증가시키는 방향으로 되며, 주트랜지스터(9)의 온은 다시 도와서 성장된다. 전원의 투입직후에서 마그네트론(34)의 발진개시전은 그 양극 전류가 흐르지 않으므로 기준전압 제어부(37)의 2차측의 저항(40)에는 대부분 전압이 발생하지 않으며, 따라서 기준전압 설정부의 A점에서는 저항(21), 다이오드(38), 저항(39)에 의하여 설정된 저전압 V1이 비교기(23)의 (+)측에 인가된다.
그리고, 주트랜지스터(9)의 콜렉터 전류가 점차 증가하여 전압검출부의 저항(10)으로의 전압이 저전압의 기준전압(V1)을 초과하면 비교기(23)로부터 출력이 나타나며, 트랜지스터(26)에 의해 보조트랜지스터(27)을 온한다. 이 때문에 주트랜지스터(9)는 (-)측 까지 급속하게 들어가서 즉시 오프한다. 이후, 인버터 회로는 공진 콘덴서(11)의 용량과 인버터 트랜스(7)의 인덕턴스에 의한 공진 기간 및 댐퍼 다이오드에 의한 댐퍼 기간을 지나서 1사이클을 종료한다. 이후, 제4도에 표시하는 바와같이 동일한 동작을 반복하여 발진을 계속한다. 인버터 트랜스(7)의 2차측에는,
에 의하여 승압되며, 고압정류회로를 경과하여 마그네트론(34)에 인가된다. 마그네트론(34)는 히이터 권선(29)에 의해 그 음극이 가열된다. 음극이 가열될 때까지 마그네트론(34)은 발진하지 않는다. 즉, 부하 상태에 가깝기 때문에 1차 공진 전압의 N배의 전압이 인가된다.
한편, 마그네트론(34)은 약 4KV 이상이 아니면 발진하지 않는 특성인 때문에 1차 공진 전압은보다 높은 전압으로 할 필요가 있으며, 또 상기 무부하때는 마그네트론(34)의 내압이 10KV인 때문에 1차 공진 전압은KV 보다 낮은 전압으로 할 필요가 있다. 그러나, 고압콘덴서, 다이오드등의 내압도 고려하여 7KV 이하가 바람직하다.
따라서, 1차 공진 전압은 4/N-7/NKV로 되도록 설계하는 것이 좋다. 1차 공진 전압은 1차측 피이크 전류의 함수이며, 본 실시예에서는 정격 부하때의 피이크 전류값의 약로 되도록 상기 기준전압(V1)을 설정하고 있다.
마그네트론(34)의 음극이 가열되며, t2 때에 마그네트론(34)이 발진을 개시하는 것에 의하여 양극 전류가 급격하게 증대하며, 그 전류가 전류트랜스(37)로 검출되어서 2차측의 저항(40)에서 전압으로 변환되며, 또한 정류 평활된다. 이 2차측의 B점에 있어서의 전압이 상승하는 것에 따라 기준전압도 조금씩 상승하며, A점의 전압이 B점의 전압과 다이오드(38)의 순방향 전압을 가한 전압보다 높게 되면, 다이오드(38)와, 저항(39)의 직렬회로는 분압저항(20), (21)에 대하여 개폐 상태로 되며, 기준전압은 정상전압(V2)으로 된다. 그 때문에 인버터 트랜스(7)로부터 마그네트론(34)에 공급하는 전력도 정상값으로 되어 일정 전력의 정상적인 동작으로 자려 발진한다.
제1도의 실시예에서는 기준전압 제어부(36)를 전류트랜스(37), 저항(40), 정류평활회로(41)를 주체로 하여 구성한바, 제2도에 표시하는 바와같이 포토커플러(49)와, 트랜지스터(50)를 주체로 하여 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 있어서의 실제측정값을 다음과 같다.
N=14
LP=40μH(트랜스(7)의 2차권선(29), (30)의 개방때의 1차 인덕턴스)
L1=22μH(트랜스(7)의 2차권선(29), (30)의 단락때의 누설 인덕턴스)
Em=100×(V) (콘덴서(5)이 양단 사이의 최대 전원전압)
Ip=42A(주트랜지스터(9)의 최대 피이크 전류)
Ip'=21A(V1 설정때의 주트랜지스터(9)의 최대 피이크 전류)
Vm 0=6.3KV(마그네트론(34)의 발진전의 인가전압)
본 발명은 상술한 바와같이 인버터 방식 전자렌지에 있어서, 전원투입후 마그네트론 발진개시까지의 인버터 회로의 과부하를 방지한 것이므로, 정상부하때의 조건만으로 인버터 회로가 설계 가능하게 되며, 신뢰성이 높은 인버터 회로가 종래보다 저렴한 가격으로 구성할 수 있다.

Claims (3)

  1. 직류 전원을 인버터 트랜스(7)의 1차권선(8)에 결합된 스위칭 소자로 펄스화하며, 2차권선에 결합된 고주파 발진관(34)에 공급하도록 한 전자렌지용 전원에 있어서, 상기 스위칭 소자의 통과전류에 대응한 전압을 검출하는 전압검출부와, 기준전압 설정부와, 이 기준전압 설정부와 상기 전압검출부와를 비교하는 비교부와, 이 비교부의 출력으로 상기 스위칭 소자의 개폐를 제어하는 개폐소자와, 상기 기준전압 설정부의 기준전압을 상기 고주파 발진관의 발진개시까지 정상때보다 낮게 설정하기 위한 기준전압 제어부와를 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 전자렌지용 스위칭 전원.
  2. 제1항에 있어서, 기준전압 제어부는 고주파 발진관(34)의 양극 전류를 검출하며 직류 전압으로서 출력하는 전류트랜스(37)와 저항과 정류평활회로(41)와를 주체로 하여 되는 전자렌지용 스위칭 전원.
  3. 제1항에 있어서, 기준전압 제어부는 고주파 발진관(34)의 양극 전류를 검출하며, 직류 전압으로서 출력하는 포토커플러(49)와, 트랜지스터(50)와를 주체로 하여 되는 전자렌지용 스위칭 전원.
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