KR940007474B1 - 마그네트론 구동용 전원장치 - Google Patents

마그네트론 구동용 전원장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

마그네트론 구동용 전원장치
제 1 도는 본 발명에 따른 마그네트론 구동용 전원장치의 회로도.
제 2 도는 마그네트론의 전압 변화에 대한 전류 변화 특성도.
제 3 도는 출력전압(Vo) 변화에 따른 궤환전압(Vf, Vs)의 특성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 20 : 제1-2정류부 30 : 제1궤환부
40 : 제2궤환부 50 : PWM 제어부
60 : 스위칭부 T1,T1 : 트랜스포머
본 발명은 전자렌지의 마그네트론 구동용 전원 장치에 관한 것으로서, 특히 SPS(Swithing Mode Power Supply : 이하 "SMPS"라 함)를 사용하여 마그네트론을 과전류로 부터 보호할 수 있도록 안정되게 전원을 공급하는 마그네트론 구동용 스위칭 전원 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자렌지의 마그네트론을 구동시키기 위해서는 고압이 필요하다. 이 고압을 발생하기 위해서는 트랜스 또는 인버터를 사용하게 된다. 상기 인버터 방식을 사용한 마그네트론 구동 전원장치는 일본국 특허 소53-27143호 "마그네트론 구동 전원장치"에 개시되어 있다.
일본국 특허 소53-27143호에 의하면, 출력신호의 듀티싸이클이 변화가능한 주파수 발진회로와, 주파수 발진회로로 부터의 출력신호에 의해 신호의 전달 또는 신호의 발진의 제어를 하는 고주파 발진회로와, 고주파 발진회로로 부터의 신호에 따라 스위칭 되는 스위칭 회로로 마그네트론 구동용 전원장치를 구성하여 출력트랜스 포머의 소형화. 경량화, 저가격화를 실현하였다.
그러나, 이와같은 인버터 방식의 마그네트론 구동원 전원장치는 부하의 변동 및 입력전압의 변동에 대하여 출력전압이 불안정하여 마그네트론을 손상시키게 되며, 고압용 트랜스를 사용하는 경우에는 고압을 발생하므로서 전원장치의 부피가 크고 무거운 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 마그네트론을 과전류로부터 보호받을 수 있도록 안정된 전원을 공급할 수 있는 마그네트론 구동용 전원 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 SMPS 방식을 사용하여 마그네트론 구동용 전원 장치의 부피와 무게를 줄일 수 있는 마그네트론 구동용 전원 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 과전류에 의한 마그네트론의 손상을 방지하는 마그네트론 구동용 전원장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 교류 전원을 직류전원으로 변화하는 제1정류수단과, 상기 제1정류수단의 출력인 직류전원이 입력되면 스위칭 작용에 의해 2차측으로 전압을 유기시키는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머에 유기된 전압을 궤환시키는 제 1 궤환수단과, 상기 트랜스포머의 2차측에 유기된 전압을 정류하여 마그네트론에 인가하는 제 2 정류수단과, 상기 마그네트론에 인가되는 전류를 검출하여 전압으로 변환하여 출력하는 전류감지 트랜스포머와, 상기 전류 감지 트랜스포머에 의해 검출된 전압을 분압하여 궤환시키는 제 2 궤환수단과, 상기 제1, 2 궤환수단의 궤환전압에 의하여 전압을 조정하기 위한 스위칭 제어 펄스를 출력하는 PWM 제어순단과, 상기 PWM제어수단의 스위칭 제어 펄스에 따라 상기 트랜스포머의 구동을 위한 스위칭 작용을 하여 마그네트론에 인가되는 전압을 제어하는 스위칭 수단으로 구성되어 마그네트론에 안정된 전원을 공급하므로서 과전류에 의해 마그네트론이 손상되는 것을 방지함을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 1 도는 본 발명에 따른 회로도로서, 외부로 부터 공급되는 교류 전원을 입력하여 직규 전원으로 변화하는 제 1 정류부(10)와, 상기 제 1 정류부(10)의 출력인 직류 전원을 1차측코일(N0)로 입력하여 스위칭 작동에 의해 2차측코일(N1, N2, N3)로 유기시키기 위한 트랜스포머(T1)와, 상기 트랜스포머(T1)의 2차측 코일(N1, N2)로 유기된 전원을 직류 전원으로 변환하는 제 2 정류부(20)와, 마그네트론에 인가되는 전류를 검출하여 전압으로 변화하여 출력하는 전류감지 트랜스포머(T2)와, 상기 전류 감지 트랜스포머 (T2)에 의해 검출된 전압을 분압하여 궤환시키는 제 1 궤환부(30)와, 초기 무부하시 상기 트랜스포머(T1)의 2차측 코일(N3)로 유기된 전압을 감지하여 궤환시키는 제 2 궤환부(40)와, 상기 제1, 2 궤환부(30, 40)의 궤환전압을 입력하여 출력전압을 조정하기 위한 스위칭 제어 펄스를 출력하는 PWM 제어부(50)와, 상기 PWM 제어부(50)로부터 출력된 스위칭 제어 펄스에 따라 상기 트랜스포머의 구동을 위한 스위칭 작용을 하여 마그네트론에 인가되는 전압을 제어하는 스위칭부(60)로 구성된다.
상기 구성중 제 1 정류부(10)는 다이오드(D1-D4)와 캐패시터(C1)으로 구성되고, 제 2 정류부(20)는 다이오드(D8-D9)와 캐패시터(C4-C5)로 구성되며. 제 1 궤환부(30)는 다이오드(D6-D7), 저항(R3-R4), 캐패시터(C3)로 구성되고, 상기 제 2 궤환부(40)는 저항(R1-R2), 캐패시터(C2), 다이오드(D5)로 구성된다.
제 2 도는 마그네트론의 전압변화에 따른 전류 변화 특성도이고, 제 3 도 출력전압(Vo) 변화에 따른 궤환전압(Vf, Vs)의 특성도이다.
상술한 구성에 의거 본 발명의 일 실시예를 제1-3도를 참조하여 설명한다.
외부로 부터 공급되는 교류전원을 입력하는 브리지 다이오드(D1-D4)는 전파 정류하여 출력하게 된다. 상기 브리지다이오드(D1-D4)에서 전파 정류된 전원은 캐패시터(C1)에 의해 직류 전원으로 변환되어 라인(1)를 통해 트랜스포머(T1)의 1차측 코일(N0)로 인가된다. 상기 트랜스포머(T1)의 1차측 코일(N0)로 인가된 직류 전원은 상기 트랜지스터(Q1)의 스위칭 작동에 의해 2차 코일(N1, N2, N3)로 교류 전원을 유기시킨다.
상기 트랜스포머(T1)의 2차측으로 유기된 교류 전원은 다이오드(D8-D9) 및 캐패시터(C4-C5)에 의해 반파 정류되고 평활되어 직류 전원으로 변환된다. 상기 변화된 직류 전원은 마그네트론(M1)의 음극 및 양극으로 각각 인가되어 상기 마그네트론(M1)을 구동시켜 전자파가 발생하게 된다.
이때 상기 마그네트론(M1)의 단자(a, b)에는 3.7KV-4.1KV의 직류전압이 공급되고 단자(b,c)에는 2V-3V의 히터전압이 공급된다.
그런데 상기 마그네트론(M1)은 초기에 3.7KV 이하의 무부하 상태로 동작되기 때문에 상기 트랜스포머(T1)의 코일(N3)로 궤환되는 전압에 의해 PWM 제어부(50)를 구동시켜 출력 전압을 조정한다. 그러나 상기 출력 전압을 안정화시키는 과정에서 상기 마그네트론(M1)이 동작되는 3.7KV~4.1KV의 좁은 전압 범위내에서 제 2 도와 같이 급격한 전류변환(0mA~300mA)에 의해 과전류가 흐르게 된다. 그러므로 상기 마그네트론(M1)에 인가되는 전압이 증가하여 3.7KV이상이 되고, 이로 인해 상기 트랜스포머 (T1)의 1차측 코일(N0)에 과전류가 인가된다. 이때 상기 전류감지 트랜스포머(T2)는 1차측코일로 인가된 과전류를 2차측코일로 유기시켜 전압으로 변환한다. 상기 전류감지 트랜스포머(T2)의 2차측코일로 유기된 전압(Vs)은 다이오드(D7)와 캐패시터(C3)에 의해 반파정류되어 직규 전압으로 변환된다. 상기 다이오드(D7) 및 캐패시터(C3)에 의해 반파정류된 직류전압(Vs)은 저항(R3-R4)에 의해 분압되어 상기 PWM 제어부(50)로 인가된다. 이로인해 상기 PWM 제어부(50)에서는 상기 저항(R3-R4)에 의해 분압된 전압 레벨에 따라 주기가 다른 펄스열을 발생하여 트랜지스터(Q1)의 스위칭 주기를 제어하게 된다. 그러므로 제 3 도의 출력전압 특성도에서 보는 바와 같이 P포인트 이하 출력전압에서는 트랜스포머(T1)의 2차측 코일(N3)에 유기된 궤환전압(Vf)에 의해 안정 전압을 얻도록 하고, 출력 전압의 증가에 따른 출력감지 전압(Vo)의 증가로 P포인트 이상의 출력전압에서는 전류감지 트랜스포머(T2)의 궤환전압(Vs)에 의해 스위칭 주기를 제어하여 과전류의 흐름을 방지한다.
여기서 제 1 궤환부(30)의 다이오드(D6)는 마그네트론(M1)에 인가되는 전압이 3.7KV 이하일때 제 2 궤환부(40)에 의한 역전류를 방지하기 위한 것이다.
상술한 바와 같이 SMPS를 사용하여 마그네트론에 전원을 공급함으로서 과전류로부터 마그네트론을 보호할 수 있으며, 전원 장치의 부피와 무게를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 전자렌지의 마그네트론 구동용 전원 장치에 있어서, 외부로 부터 공급되는 교류 전원을 입력하여 직류전원으로 변화하는 제 1 정류부(10)와, 상기 제 1 정류부(10)의 출력인 직류 전원을 1차측코일로 입력하여 스위칭 작동에 의해 2차측코일로 유기시키기 위한 트랜스포머(T1)와, 상기 트랜스포머(T1)의 2차측 코일로 유기된 전원을 직류 전원으로 변환하는 제 2 정류부(20)와, 마그네트론에 인가되는 전류를 검출하여 전압으로 변화하여 출력하는 전류감지 트랜스포머(T2)에 의해 검출된 전압을 분압하여 궤환시키는 제 1 궤환부(30)와, 초기 무부하시 상기 트랜스포머(T1)의 2차측 코일로 유기된 전압을 감지하여 궤환시키는 제 2 궤환부(40)와, 상기 제1, 2궤환부(30,40)의 궤환전압을 입력하여 출력전압을 조정하기 위한 스위칭 제어 펄스를 출력하는 PWM 제어부(50)와, 상기 PWM 제어부(50)로부터 출력된 스위칭 제어 펄스에 따라 상기 트랜스포머(T1)의 구동을 위한 스위칭 작동을 하여 마그네트론에 인가되는 전압을 제어하는 스위칭부(60)로 구성함을 특징으로 하는 마그네트론 구동용 전원장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 궤환부(40)는, 초기 무부하시 출력전압이 궤환됨을 특징으로 하는 마그네트론 구동용 전원장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제 1 궤환부(30)는, 출력 전압이 안정된 상태에서 과전류가 발생될 때 궤환됨을 특징으로 하는 마그네트론 구동용 전환장치.
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