JPH01267992A - マグネトロン用電力供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子レンジ等に使われるマグネトロンの電力
供給装置に関し、さらに詳しくいえば、半導体スイッチ
素子を用いたインバータにより高周波電力を発生し、昇
圧トランスにて昇圧するよう構成したマグネトロン用電
力供給装置に関するものである。

従来の技術 インバータ回路を用いたマグネトロン用電力供給装置に
は、その昇圧トランスの小型化、軽量化、あるいは低コ
スト化のために様々な構成のものが提案されている。

第４図は、従来のマグネトロン用電力供給装置の回路図
である。第４図において、商用電源１の電力はダイオー
ドブリッジ２により整流され、単方向電源が形成されて
いる。３はインダクタ、４はコンデンサであってインバ
ータの高周波スイッチング動作に対するフィルタの役割
を果すものである。

インバータは共振コンデンサ５、昇圧トランス６、トラ
ンジスタ７、ダイオード８、および駆動回路９により構
成されている。トランジスタ７は駆動回路９より供給さ
れるベース電流によって所定の周期とデユーティ−（即
ち、オンオフ時間比）でスイッチング動作する。この結
果、第７図（畠）のような電流’ｃ／ｄｓすなわち、ト
ランジスタ７のコレクタ電流ｉｏとダイオード８の電流
１ｄ＃ｆ流れる。一方、トランジスタ７のオフ時にはコ
ンデンサ５と一次巻線１０との共振により第７図（ｂ）
のような電圧Ｖｃ・　がトランジスタ７のＣ−Ｅ間Ｇと
発生する。このため１次巻線１０には第７図（ｏ）（７
）ような電流が流れ、１次巻線１０の両端番とは高周波
電力が発生する。従って、２次巻線１１、および３次巻
線１２には各々高周波高圧電力及び高周波低圧電力が生
じる。この高周波高圧電力はコンデンサ１３、およびダ
イオード１４により整流されマグネトロン１５のアノー
ドカソード間に供給され、一方、高周波低圧電力はカソ
ードヒー幻こ供給される。従うてマグネトロン１６は発
振し誘電加熱が可能となるものである。なお、マグネト
ロン１５はマグネトロン本体１５と、フィルタを構成す
るコンデンサ１６，１７．１Ｂ、チョークコイル１９．
２０とにより成るものである。このような構成において
、昇圧トランス６のコア断面積は一次巻線１０の両端に
供給される電力の周波数が高い程小さくなるので、例え
ばインバータを２０　ｋＨｚ　　−１００ｋＨｚ　　程
度の周波数で動作させると商用電源周波数のままで昇圧
する場合に比べて昇圧トランスの重量、サイズを数分の
−から十数分の−にでき、電源部の低コスト化が可能で
あるという特長を有するものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような従来のマグネトロン用電力供
給装置は次のような課題があった。

前述したように、従来の電力供給装置は昇圧トランス６
をトランジスタ７等により成るインバータにて付勢し、
その小型、軽量、低コスト化を図るものであった。イン
バータにより電源を高周波化した場合に電力が昇圧トラ
ンス６により昇圧される際の高周波損失は非常に大きい
ものとなる。

すなわち、■トランスのコアの鉄損が高周波化とともに
増える。■高周波電流が流れる場合には導体の表面のみ
にしか電流が流れない現像いわゆる表皮効果のため同じ
線径の巻線では銅線が増大する。■巻線の線間容量によ
る無効電流が流れて損失を増す。■トランスの漏洩磁束
による巻線を含む周囲の部材が誘導加熱による損失等で
トランスの温度上昇が大きくなってしまう。という課題
があった。また周知のようにマグネトロンが非線形素子
であるため、昇圧トランスの結合係数を高めると（１に
近づけると）電源からみた負荷変動が太き（なり、イン
バータ動作を不安定にする問題があるため、漏洩磁束を
減らすことが困難であり、特に漏洩磁束による損失は不
可避なものとなっていた。このため、トランスは必要以
上に大きくならざるを得なかった。また、送風ファンに
よる強制冷却を行う場合にもトランスを小型化したため
放熱面積が小さいため冷却効果が充分にあがらずトラン
スの温度上昇が大きくなるため、絶縁種の高い材料を使
わなければならずコスト的にあまり小型化の効果が得ら
れないという結果になっていた。

課題を解決するための手段 本発明はこのような従来のマグネトロン用電力供給装置
の欠点を解決するためになされたものであり、以下に述
べる手段により構成されたものである。

すなわち単方向電源と、前記単方向電源の出力を高周波
に変換する少なくとも１つのスイッチング素子と、前記
スイッチング素子の駆動回路を有するインバータ回路と
、食品等を加熱するための高周波を発生するマグネトロ
ンと、前記インノ（−タ回路の出力を昇圧し、前記マグ
ネトロンへ電力を供給する高圧トランスを備え、前記高
圧トランスは前記インバータ回路に接続される１次巻線
と、前記マグネトロンへ高圧高周波電力を供給する２次
巻線を備え、前記２次巻線は分割巻とし、巻線とトラン
スのコアの間にすきまを設けたという構成を備えたもの
である。

作　　用 本発明は上記した構成によって次の作用を有する。イン
バータ回路により電源を高周波化したため高圧トランス
を小型化できるうえに、トランスの２次巻線分割巻きに
したため、巻線の線間客員が少なくなり巻線間に無駄な
電流がながれにくくなるため巻線の発熱が小さくなる。

さらに、巻線とトランスのコアの間にスペースを設けた
ので、空気の流れが出来、トランス巻線及び全体の冷却
効果増える。したがって、トランスの絶縁種も等級の低
いものでよくなるため、装置を低コスト化でき、信頼性
も大きくなる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。第１図は本発明のマグネトロン用電力供給装置の高圧
トランスの斜視図である。第２図は第１図の高圧トラン
スのＡ−Ａ線断面図である。

第１図、第２図において、同じ構成要素は同符号を附し
である。

２１．２２はトランスのコアであり高周波損失の少ない
フェライト等の材料が使われている。コア２１．２２を
固定している留め具２３とトランス台２４は高周波誘導
による損失が少ないアルミ等の非磁性体が使われている
。１次巻線２５は表皮効果による高周波損失が少なくす
るため細い線をより合わせであるいわゆるリッツ線を用
い、１次巻線リード２６には絶縁を保つために保護チュ
ーブ２６がほどこされている。１次ボビン２７はコアの
ギャップスペーサを兼ねた構成となっている。２次巻線
２８は４分割巻となっている。これは、２次巻線２８の
耐圧を高くするとともに線間の分布容量を少なくし、無
効電流を抑さえ発熱が少ない構成である。２次巻線２Ｂ
の各分割部２８ａ〜２８ｄはそれぞれ巻線が異っており
、ギャップ２９に近い方が巻数が少なくなっている。

ギャップ２９からは高周波のもれ磁束が発生するため、
その誘導加熱により巻線が発熱する。このためギャップ
２９に近い分割部２８ａの巻数を少なくして銅損を減ら
し全体としての発熱を少なくしている。これと同時に分
割溝の内径もギャップに近い方２８−から順に大きい構
成として、ギャップ２９に極力遠ざけて巻線を配置して
いる。２次巻線２Ｂとコア２１の間ｊこはすきま３０が
あり、これは２次巻線２８とコア２１の絶縁距離を設は
耐圧を確保するとともに、ギャップ２９からのもれ磁束
の影響を小さくシ、コア２１と巻線２８の間に空気の流
れをつくって冷却効果を高めるという効果を有する。こ
のすきま３０のために２次巻線２８の発熱は大巾に低減
される。３１は３次巻線でありマグネトロンのヒータに
電力を供給するものであり、シリコン等の被膜線で構成
される。

前述のように構成したトランスを使用したマグネトロン
用電力供給装置ではトランスの巻線発熱が少なく信頼性
が高いうえに効率のよい電源を提供できる。

第３図に本発明のマグネトロン用電力供給装置の回路図
を示す。第１図、第２図、第４図と同じ構成要素は同符
号を附し、説明を省略する。

３２は単方向電源で、商用電源１をダイオードブリッジ
２で整流し、インダクタンス３とコンデンサ４のフィル
タを出力側に設けた構成をしている。１次巻線２５はイ
ンバータ回路３３の出力に接続され、高圧トランス６の
２次巻線２Ｂに高圧を発生させる。２次巻線の出力は高
圧コンデンサ１３と高圧コンデンサ１４により倍電圧整
流されマグネトロン１５を駆動する電源となる。

発明の効果 以上のように本発明のマグネトロン用ｎカ供給装置によ
れば、次の効果が得られる。

（１）　　高圧トランスの２次巻線を分割巻きとし、コ
アとの間にすきまを設けているので、２次巻線の浮遊容
量が小さく、すきまによって冷却効果が高まるので巻線
の発熱量が小さく効率がよく、信頼性の高い装置が実現
できる。

（２）２次巻線とコアの間にすきまがあるため耐圧が高
くなり装置の信頼性と安全性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマグネトロン用電力供給装置の高圧ト
ランスの斜視図、第２図は同トランスの断面図、第３図
は本発明のマグネトロン用電力供給装置の回路図、第４
図は従来例のマグネトロン用電力供給装置の回路図、第
５図は同装置の各部波形図である。 ６・・・・・・高圧トランス、７・・・・・・スイッチ
ング素子、９・・・・・・駆動回路、１５・・・・・・
マグネトロン、２５・・・・・・１次巻線、２Ｂ・・・
・・・２次巻線、３０・・・・・・すきま、３２・・・
・・・単方向電源、３３・・・・・・イシバータ回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｚ、
Ｓ　　−ｍ−ノ　次、１）；、ｊ■壬−一２２−２欠求
嶽 ３０−’７きコ 第１図 ２．５−１次息簾 ２Ｂ−２次巻減 ３０−−−−ｆきコ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単方向電源と、前記単方向電源の出力を高周波に変換す
   る少なくとも１つのスイッチング素子と、前記スイッチ
   ング素子の駆動回路を有するインバータ回路と、食品等
   を加熱するための高周波を発生するマグネトロンと、前
   記インバータ回路の出力を昇圧し、前記マグネトロンへ
   電力を供給する高圧トランスを備え、前記高圧トランス
   は前記インバータ回路に接続される１次巻線と、前記マ
   グネトロンへ高圧高周波電力を供給する２次巻線を備え
   、前記２次巻線は分割巻とし、巻線とトランスのコアの
   間にすきまを設けたマグネトロン用電力供給装置。