JPH0574562A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 昇圧トランスに設けられている巻線をプリン
ト配線回路基板上に形成して、両者間の接続を削減す
る。 【構成】 プリント配線回路基板４６上には環状の導電
パターン４９が形成されていると共に倍電圧整流回路３
６が搭載されており、導電パターン４９は倍電圧整流回
路３６と接続されている。導電パターン４９に対応して
昇圧トランス２１の一次巻線２１ａが同軸上に配設され
ており、これにより導電パターン４９からフィラメント
巻線２１ｃが構成されている。従って、一次巻線２１ａ
に高周波電力が発生すると、フィラメント巻線２１ｃか
ら点灯電流が誘起されてマグネトロンの陰極に与えられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マグネトロンの陰極を
構成するフィラメントへの点灯電流を発生するフィラメ
ント巻線若しくは周波数変換回路の動作タイミング決定
用のタイミング検知巻線を備えた高周波加熱装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば電子レンジの一例として、昇圧ト
ランスの一次側に商用電力を高周波電力に変換する周波
数変換回路を設けると共に、二次側に昇圧トランスで昇
圧した高周波電力を整流してマグネトロンに直流電圧を
出力する整流回路を設けたものが供されている。この場
合、マグネトロンのフィラメントに点灯電流を流す必要
から、昇圧トランスの二次側にフィラメント巻線を設
け、そのフィラメント巻線で発生した点灯電流をマグネ
トロンのフィラメントに与えるようにしている。

【０００３】この種の昇圧トランスの一例を図７に示
す。図７において、昇圧トランス１のトランスフェライ
トコア２にはボビン３が嵌着され、そのボビン３に一次
巻線１ａ，二次巻線１ｂ及びフィラメント巻線１ｃが巻
回されている。そして、一次巻線１ａには図示しない周
波数変換回路が接続されており、商用電力は周波数変換
回路による変換動作により高周波電力に変換されて一次
巻線１ａに与えられる。また、二次巻線１ｂはプリント
配線回路基板４上に搭載された倍電圧整流回路５に図示
しないリード線を介して接続されており、二次巻線１ｂ
から出力された高周波電力は倍電圧整流回路５により直
流電力に変換されて図示しないマグネトロンに出力され
る。そして、フィラメント巻線１ｃはリード線６を介し
てプリント配線回路基板４の倍電圧整流回路５と接続さ
れていると共に図示しないマグネトロンのフィラメント
に接続されている。従って、周波数変換回路による周波
数変換動作により一次巻線１ａに高周波電力が発生する
と、フィラメント巻線１ｃに点灯電流が発生してマグネ
トロンのフィラメントに出力されるので、マグネトロン
は高周波の出力可能状態となる。

【０００４】また、上述の周波数変換回路にあっては、
昇圧トランス１の一次側に一次側電圧を検出するための
タイミング検知巻線（図示せず）を設け、そのタイミン
グ検知巻線からのタイミング信号に基づいて周波数の変
換タイミングを決定するようになっている。この場合、
タイミング検知巻線はプリント配線回路基板に搭載され
た周波数変換回路とリード線を介して接続されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
の場合、フィラメント巻線若しくはタイミング巻線はプ
リント配線回路基板とリード線を介して接続されている
ので、部品同士の接続箇所が多くなって信頼性が低下す
る。また、構成部品が多いということは、それだけ信頼
性の低下、組立コスト及び部品コストの上昇を招来する
欠点がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、マグネトロンのフィラメントへの点灯
電流を発生するためのフィラメント巻線若しくは周波数
変換回路の動作タイミング決定用のタイミング検知巻線
並びにこれらと接続される電子部品が搭載されたプリン
ト配線回路基板とを備えたものにおいて、フィラメント
巻線若しくはタイミング検知巻線をプリント配線回路基
板に接続する作業を省略することができると共に、構成
部品を削減して組立コスト及び部品コストを低減するこ
とができる等の効果を奏する高周波加熱装置を提供する
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、昇圧トランス
の二次側に設けられマグネトロンに直流電圧を与える整
流回路が形成されたプリント配線回路基板と、前記昇圧
トランスの二次側に設けられ前記マグネトロンのフィラ
メントへの点灯電流を発生するフィラメント巻線とを備
えた高周波加熱装置において、前記フィラメント巻線
を、前記プリント配線回路基板上に前記昇圧トランスに
よる誘導起電力に応じて点灯電流を発生する導電パター
ンから形成したものである。

【０００８】また、商用電力を高周波電力に変換して昇
圧トランスに出力する周波数変換回路が形成されたプリ
ント配線回路基板と、前記昇圧トランスの一次側に設け
られ一次側電圧に応じて前記周波数変換回路の動作タイ
ミングを決定するためのタイミング信号を発生するタイ
ミング検知巻線とを備えた高周波加熱装置において、前
記タイミング検知巻線を、前記プリント配線回路基板上
に前記昇圧トランスによる誘導起電力に応じてタイミン
グ信号を出力する導電パターンから形成するようにして
もよい。

【０００９】さらに、フィラメント巻線若しくはタイミ
ング検知巻線を、導電パターンを誘導起電力に伴う通電
方向と直交する方向に分断するようにしてもよい。

【００１０】

【作用】請求項１記載の高周波加熱装置の場合、昇圧ト
ランスの一次側に高周波電力が与えられると、二次側か
ら高周波電力が出力されと共に、その高周波電力は整流
回路により直流電力に整流されてマグネトロンに与えら
れる。

【００１１】さて、昇圧トランスの一次側に高周波電力
が与えられた状態では、プリント配線回路基板上に導電
パターンにより形成されたフィラメント巻線に交番磁界
が鎖交するので、フィラメント巻線に起電力が生じてマ
グネトロンのフィラメントに点灯電流が出力され、それ
に応じてマグネトロンから高周波が出力される。

【００１２】また、請求項２記載の高周波加熱装置の場
合、周波数変換回路は商用電力を高周波電力に変換して
昇圧トランスの一次側に出力する。これにより、プリン
ト配線回路基板上に導電パターンにより形成されたタイ
ミング検知巻線から一次側電圧に応じたタイミング信号
が周波数変換回路に出力されるので、周波数変換回路は
タイミング信号に応じて周波数変換動作を実行する。

【００１３】さらに、請求項３記載の高周波加熱装置の
場合、フィラメント巻線若しくはタイミング検知巻線を
成す導電パターンに昇圧トランスからの交番磁界が鎖交
することにより渦電流が発生するものの、その渦電流は
導電パターンにより分断されるので、渦電流損を減少さ
せることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１乃至図４を
参照して説明する。電気的構成を示す図３において、交
流入力端子１１，１２には冷却ファンモータ１３が接続
されており、その通電状態で冷却ファン１３からの送風
によりマグネトロン等の高圧部品が冷却される。

【００１５】また、交流入力端子１１，１２には周波数
変換回路１４が接続されている。この周波数変換回路１
４は商用周波数を高周波に変換して出力するもので、整
流回路１５，平滑回路１６，スイッチング回路１７から
構成されている。

【００１６】整流回路１５はブリッジ接続されたダイオ
ード１８から成り、これは、交流入力端子１１，１２か
らの交流電圧を全波整流する。平滑回路１６はチョーク
コイル１９及びコンデンサ２０から成り、これは、整流
回路１５により全波整流された脈動を含む電圧を直流電
圧に整流する。

【００１７】スイッチング回路１７は、昇圧トランス２
１の一次巻線２１ａ，共振用コンデンサ２２，逆起電圧
発生防止用ダイオード２３，スイッチング用トランジス
タ２４，制御回路２５から成る。一次巻線２１ａの一端
は平滑回路１６と接続され、他端はトランジスタ２４の
コレクタと接続されている。トランジスタ２４は制御回
路２５によりオン，オフされるようになっており、その
オン，オフに応じて一次巻線２１ａに高周波電力が発生
するようになっている。

【００１８】ここで、平滑回路１６の入力側には抵抗２
６，２７から成る電圧検出部２８が接続されており、そ
の共通接続点は制御回路２５と接続されている。また、
平滑回路１６の出力側は抵抗２９，３０から成るタイミ
ング検知部３１を介してトランジスタ２４のコレクタと
接続され、抵抗２９，３０の共通接続点は制御回路２５
と接続されている。また、トランジスタ２４の近傍には
温度センサ３２が配設されており、これは制御回路２５
に温度信号を出力する。

【００１９】昇圧トランス２１には二次巻線２１ｂ，フ
ィラメント巻線２１ｃが設けられており、二次巻線２１
ｂはコンデンサ３３及びダイオード３４，３５から成る
倍電圧整流回路３６を介してマグネトロン３７の陽極３
７ａ及び陰極３７ｂと接続されている。ここで、二次巻
線２１ｂと倍電圧整流回路３６との間には、例えばカレ
ントトランス等により構成された陽極電流検出回路３８
が設けられており、その出力は制御回路２５に与えられ
ている。そして、フィラメント巻線２１ｃはマグネトロ
ン３７の陰極（フィラメント）３７ｂと接続されてい
る。

【００２０】制御回路２５の構成を具体的に示す図４に
おいて、陽極電流平均化回路３９は、陽極電流検出回路
３８からの検出電流を平均化する。誤差増幅回路４０
は、陽極電流平均化回路３９からの平均化電流と設定値
Ｖref とを比較し、その差を導通時間決定回路４１に与
える。この導通時間決定回路４１はトランジスタ２４の
導通開始時間と導通時間幅とを決定するもので、導通時
間決定回路４１からの信号に基づいて所定タイミングで
アンド回路４２にハイレベル信号を出力する。

【００２１】入力電圧平均化回路４３は電圧検出部２８
からの電圧信号を平均化するもので、その平均電圧値を
比較回路４４に出力する。比較回路４４は、入力した平
均電圧に基づいて商用電源電圧が使用可能範囲（例えば
８０Ｖ以上１２０Ｖ以下）となっているか否かを判定
し、その範囲内のときはハイレベル信号をアンド回路４
２に出力する。また、温度判定回路４５は温度センサ３
２からの温度信号が許容範囲にあるか否かを判定し、そ
の範囲内であるときはハイレベル信号をアンド回路４２
に出力する。

【００２２】プリント配線回路基板の平面及び側面を示
す図１，図２において、プリント配線回路基板４６上に
倍電圧整流回路３６及び陽極電流検出回路３８が搭載さ
れており、各部品は導電パターン４７により接続されて
いる。そして、プリント配線回路基板４６の所定位置に
は孔４８が形成されていると共に、その孔４８を囲むよ
うにして環状の導電パターン４９が形成されている。こ
の導電パターン４９の一端部は、ダイオード３５と直接
接続されていると共に図示しないリード線を介してマグ
ネトロン３７の陰極３７ｂと接続されている。また、導
電パターン４９の他端部は、マグネトロン３７の陰極３
７ｂと図示しないリード線を介して接続されている。こ
の場合、環状の導電パターン４９上にボビン５０が位置
決めされ、そのボビン５０及びプリント配線回路基板４
６の孔４８を貫通してトランスフェライトコア５１が配
設されている。そして、ボビン５０に一次巻線２１ａ及
び二次巻線２１ｂが巻回されていると共に、プリント配
線回路基板４６上の導電パターン４９がボビン５０の同
軸上に位置されており、以上の構成により導電パターン
４９が図３に示したフィラメント巻線２１ｃを構成して
いる。この場合、昇圧トランス２１の一次巻線２１ａ，
二次巻線２１ｂ，フィラメント巻線２１ｃの巻回数は下
記の表１に示すように設定されていると共に、一次巻線
２１ａに３０ＫＨｚの高周波電圧が印加した状態では、
昇圧トランス２１により昇圧及び降圧されて二次巻線２
１ｂ，フィラメント巻線２１ｃに表１に示す高周波電圧
及び高周波電流が発生するようになっている。

【００２３】

【表１】

【００２４】次に上記構成の作用について説明する。調
理開始直後においては、制御回路２５によるトランジス
タ２４のオン，オフ制御によって昇圧トランス２１の一
次巻線２１ａと共振用コンデンサ２２から成る共振回路
に振動電流が流れるので、それに応じて一次巻線２１ａ
に高周波電圧及び高周波電流が誘起される。そして、一
次巻線２１に誘起された高周波電力は昇圧トランス２１
によって昇圧されて二次巻線２１ｂから倍電圧整流回路
３６に与えられ、それに応じて直流電力が倍電圧整流回
路３６からマグネトロン３７に出力されるので、マグネ
トロン３７の陽極３７ａ，陰極３７ｂ間に高圧直流電圧
が印加される。

【００２５】この場合、上述のように制御回路２５によ
るトランジスタ２４のスイッチング動作により昇圧トラ
ンス２１の一次巻線２１ａに高周波電圧が発生すると、
昇圧トランス２１の電磁誘導作用によりプリント配線回
路基板４６上の導電パターン４９に交番磁界が鎖交して
これに誘導起電力が発生するので、導電パターン４９か
ら成るフィラメント巻線２１ｃからは表１で示すように
１０Ａという大きな高周波電流が出力される。この結
果、マグネトロン３７の陰極３７ｂが点灯してマグネト
ロン３７から高周波が出力されるようになる。

【００２６】そして、周波数変換動作においては、制御
回路２５は、トランジスタ２４の導通時間を商用電源電
圧の大きさに応じて決定するようになっているが、トラ
ンジスタ２４の非導通時間はこのトランジスタ２４の導
通時間内に昇圧トランス２１が有するインダクタンスに
応じて貯えられたエネルギーと共振用コンデンサ２２の
大きさとによって決定される。即ち、トランジスタ２４
の非導通時間は一次巻線２１ａに流れる高周波電流が略
零となるタイミングに設定されていると共に、その時点
が次の周期の導通開始時点に設定されている。この場
合、導通時間決定回路４１は、常にタイミング検知部３
１から一次巻線２１ａに誘起される高周波電圧に応じた
電圧信号を入力しており、その電圧信号に基づいて高周
波電流が零となるタイミングを判定して、アンド回路４
２にハイレベル信号を出力するタイミングを決定してい
る。

【００２７】一方、マグネトロン３７の発振動作中にお
いては、陽極電流平均化回路３９は、陽極電流検出回路
３８からのマグネトロン３７の陽極電流値を検知して平
均化する。また、誤差増幅回路４０は、陽極電流平均化
回路３９による平均電流値と設定値Ｖref とを比較し、
その差を導通時間決定回路４１に出力する。この場合、
平均電流値と設定値との差は、商用電源電圧が高いほど
大となる。そして、導通時間決定回路４１は、誤差増幅
回路４０による差が大きくなるほど、トランジスタ２４
の導通時間幅を制限するようになっているので、陽極電
流は商用電源電圧の変動を抑制する方向に制御され、以
てマグネトロン３７による高周波出力は一定化される。

【００２８】また、入力電圧平均化回路４３は、電圧検
出部２８からの検出電圧を平均化して出力し、比較回路
４４は、入力電圧平均化回路４３による商用電源電圧が
８０Ｖ以上１２０Ｖ以下の範囲内から外れていたとき
は、ローレベル信号をアンド回路４２に出力する。これ
により、アンド回路４２からトランジスタ２４のベース
にローレベル信号が出力されるので、トランジスタ２４
がオフしてマグネトロン３７の動作が停止する。この場
合、下限値である８０Ｖは、これ以下の電圧ではマグネ
トロン３７への陽極電流が許容値よりも過大となること
から決定され、また、上限値１２０Ｖは、マグネトロン
３７の耐電圧から決定されている。

【００２９】上記構成のものによれば、プリント配線回
路基板４６上に形成した導電パターン４９によりフィラ
メント巻線２１ｃを構成し、そのフィラメント巻線２１
ｃとプリント配線回路基板４６に搭載された倍電圧整流
回路３６とを直接接続するようにしたので、フィラメン
ト巻線が昇圧トランスに設けられた二次巻線から成る従
来例と違って、フィラメント巻線２１ｃとプリント配線
回路基板４６との接続部分を削減して、それらの接続行
程を省略することができる。

【００３０】また、昇圧トランス２１にフィラメント巻
線２１ｃを巻回する作業を省略することができるので、
組立コスト及び部品コストを低減化することができる。

【００３１】図５は本発明の第２実施例を示しており、
第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、異なる部分についてのみ説明する。この第２実施例
が第１実施例と異なる部分は、昇圧トランス２１の一次
側にはタイミング検知巻線２１ｄが設けられ、そのタイ
ミング検知巻線２１ｄと抵抗５２，５３からタイミング
検知部５４が構成されていると共に、それらの抵抗５
２，５３の共通接続点が制御回路２５に接続されてい
る。

【００３２】この場合、図示はしないが、上述のタイミ
ング検知巻線２１ｄは周波数変換回路１４が搭載された
プリント配線回路基板上に環状の導電パターンにより形
成されている共に、そのタイミング検知巻線２１ｄとプ
リント配線回路基板上に搭載された抵抗５２，５３の直
列回路とが直接接続されている。

【００３３】上記第２実施例の場合、タイミング検知巻
線２１ｄをプリント配線回路基板上に形成したので、第
１実施例と同様に、タイミング検知巻線２１ｄとプリン
ト配線回路基板とを接続する作業を省略することができ
る。

【００３４】図６は本発明の第３実施例を示しており、
この第３実施例では、フィラメント巻線２１ｃ若しくは
タイミング検知巻線２１ｄを形成する導電パターンを通
電方向と直交する方向に分断している。この場合、昇圧
トランス２１による交番磁界により導電パターンに渦電
流が発生するにしても、その渦電流を分断することがで
きるので、導電パターンに生じる渦電流損を減少させる
ことができる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の高周波加熱装置によれば以下の効果を奏する。

【００３６】請求項１及び２記載の高周波加熱装置によ
れば、フィラメント巻線若しくはタイミング検知巻線を
プリント配線回路基板上に導電パターンにより形成した
ので、フィラメント巻線若しくはタイミング検知巻線並
びにこれらと接続される電子部品が搭載されたプリント
配線回路基板とを備えたものにおいて、フィラメント巻
線若しくはタイミング検知巻線をプリント配線回路基板
に接続する作業を省略することができると共に、構成部
品を削減して組立コスト及び部品コストを低減すること
ができる。

【００３７】また、請求項３記載の高周波加熱装置によ
れば、上記請求項１及び２記載の高周波加熱装置におい
て、フィラメント巻線若しくはタイミング検知巻線を形
成している導電パターンはこれの通電方向の直交する方
向に分断されているので、導電パターンに生じる渦電流
損を減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すプリント配線回路基
板の平面図

【図２】プリント配線回路基板の縦断面図

【図３】概略適に示す電気回路図

【図４】制御回路の構成を示すブロック図

【図５】本発明の第２実施例を示す図３相当図

【図６】本発明の第３実施例を示すフィラメント巻線の
拡大図

【図７】従来例を示す図２相当図

【符号の説明】

１４は周波数変換回路、１５は平滑回路、１７はスイッ
チング回路、２１は昇圧トランス、２１ａは一次巻線、
２４はスイッチング用トランジスタ、２５は制御回路、
２８はタイミング検知部、２１ｂは二次巻線、２１ｃは
フィラメント巻線、４６はプリント配線回路基板、４９
は導電パターン、２１ｄはタイミング検知巻線である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇圧トランスの二次側に設けられマグネ
   トロンに直流電圧を与える整流回路が形成されたプリン
   ト配線回路基板と、前記昇圧トランスの二次側に設けら
   れ前記マグネトロンのフィラメントへの点灯電流を発生
   するフィラメント巻線とを備えた高周波加熱装置におい
   て、前記フィラメント巻線は、前記プリント配線回路基
   板上に形成され前記昇圧トランスによる誘導起電力に応
   じて点灯電流を発生する導電パターンから成ることを特
   徴とする高周波加熱装置。
2. 【請求項２】 商用電力を高周波電力に変換して昇圧ト
   ランスに出力する周波数変換回路が形成されたプリント
   配線回路基板と、前記昇圧トランスの一次側に設けられ
   一次側電圧に応じて前記周波数変換回路の動作タイミン
   グを決定するためのタイミング信号を発生するタイミン
   グ検知巻線とを備えた高周波加熱装置において、前記タ
   イミング検知巻線は、前記プリント配線回路基板上に形
   成され前記昇圧トランスによる誘導起電力に応じてタイ
   ミング信号を出力する導電パターンから成ることを特徴
   とする高周波加熱装置。
3. 【請求項３】 フィラメント巻線若しくはタイミング検
   知巻線は、導電パターンを誘導起電力に伴う通電方向と
   直交する方向に分断して成ることを特徴とする請求項１
   若しくは請求項２記載の高周波加熱装置。