JPH0740465B2 - マグネトロン用インバータ回路のトランス - Google Patents
マグネトロン用インバータ回路のトランスInfo
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- JPH0740465B2 JPH0740465B2 JP62277616A JP27761687A JPH0740465B2 JP H0740465 B2 JPH0740465 B2 JP H0740465B2 JP 62277616 A JP62277616 A JP 62277616A JP 27761687 A JP27761687 A JP 27761687A JP H0740465 B2 JPH0740465 B2 JP H0740465B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F2038/003—High frequency transformer for microwave oven
Landscapes
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、インバータを用いてマグネトロンを駆動する
方式における、トランスの構成に関するものである。
方式における、トランスの構成に関するものである。
従来の技術 従来のこの種トランスは、第７図に示す如く、トランス
28の１次巻線22に直列に高周波チョーク27を設ける方式
が多く用いられる。
28の１次巻線22に直列に高周波チョーク27を設ける方式
が多く用いられる。
この種の従来例は、トランス28だけでなく、高周波チョ
ーク27を付加することにより、スイッチングトランジス
タ10に大きな負担を与えることなく、マグネトロン15に
効率的に電力を供給していた（例えば、硲口他「CADに
よるマグネトロン用インバータ回路の設計」）。
ーク27を付加することにより、スイッチングトランジス
タ10に大きな負担を与えることなく、マグネトロン15に
効率的に電力を供給していた（例えば、硲口他「CADに
よるマグネトロン用インバータ回路の設計」）。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の回路は、マグネトロン15に流れる陽極
電流も高周波チョーク27を設けることで制限できる利点
があるが、上記文献に示される如く、高周波チョークの
インダクタンスLSは25μH,トランスの１次インダクタン
スは30μH,2次インダクタンスは15mH,1次,2次の結合係
数は0.98といった代表的な諸量で設計されるものであ
る。従って、１次インダクタンスとほぼ同等の大きさの
インダクタンスをもつ高周波チョークが必要となるこ
と。
電流も高周波チョーク27を設けることで制限できる利点
があるが、上記文献に示される如く、高周波チョークの
インダクタンスLSは25μH,トランスの１次インダクタン
スは30μH,2次インダクタンスは15mH,1次,2次の結合係
数は0.98といった代表的な諸量で設計されるものであ
る。従って、１次インダクタンスとほぼ同等の大きさの
インダクタンスをもつ高周波チョークが必要となるこ
と。
また、結合係数が0.98程度と密であり、１次巻線と２次
巻線を同心円上に重ねて巻く構成をとる必要がある。こ
れらの構成上の制限条件は、トランスとほぼ同じ大きさ
の高周波チョークが不可欠であり、電源部が大きくなる
こと。また１次巻線と２次巻線を空間的に離して巻くこ
とができないので、絶縁を確保することが困難になるな
どの問題の原因となっている。
巻線を同心円上に重ねて巻く構成をとる必要がある。こ
れらの構成上の制限条件は、トランスとほぼ同じ大きさ
の高周波チョークが不可欠であり、電源部が大きくなる
こと。また１次巻線と２次巻線を空間的に離して巻くこ
とができないので、絶縁を確保することが困難になるな
どの問題の原因となっている。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、トランスの
構成に工夫を加えることで、高周波チョークを不要にし
た簡単な構成のマグネトロン用インバータトランスを提
供することを目的としている。
構成に工夫を加えることで、高周波チョークを不要にし
た簡単な構成のマグネトロン用インバータトランスを提
供することを目的としている。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、高周波チョークを
省くかわりに、１対の断面コの字形コアのギャップを囲
むように１次巻線を設け、かつ、この１次巻線に臨接し
て２次巻線を設けて１次巻線と２次巻線の結合係数を0.
6〜0.8の範囲に疎な結合をするようにする構成をとるこ
とによりインバータ回路を構成するものである。
省くかわりに、１対の断面コの字形コアのギャップを囲
むように１次巻線を設け、かつ、この１次巻線に臨接し
て２次巻線を設けて１次巻線と２次巻線の結合係数を0.
6〜0.8の範囲に疎な結合をするようにする構成をとるこ
とによりインバータ回路を構成するものである。
作用 本発明は、上記構成により、マグネトロンに流れる陽極
電流を過度に増加させることなく、また、スイッチング
トランジスタの特に共振電圧を過度に大きくして負担を
与えることなく簡易なインバータ回路を構成できるもの
である。
電流を過度に増加させることなく、また、スイッチング
トランジスタの特に共振電圧を過度に大きくして負担を
与えることなく簡易なインバータ回路を構成できるもの
である。
実 施 例 第１図は本発明のインバータ回路の一実施例を示す図で
ある。第１図において、商用電源１はダイオード2,チョ
ークコイル３及び平滑コンデンサ４により、整流平滑さ
れている。このように形成される直流電源に、コンデン
サ５と並列に、１次巻線6,2次巻線7,ヒータ巻線からな
るトランス９を接続している。このＬ−Ｃ共振回路をト
ランジスタ10とダイオード11からなるスイッチ回路で20
KHz以上にスイッチングすることでインバータ回路は構
成される。又、直流電源端子a,トランジスタのVCE（コ
レクタエミッタ間電圧VCE）検知端子b,接地端子c,トラ
ンジスタドライブ端子ｄをもつ発振回路12により、上記
トランジスタはスイッチング制御されている。トランス
9a2次巻線７は高圧コンデンサ13と高圧ダイオード14か
らなる倍電圧整流回路を介して、マグネトロン15に、直
流4000V位で平均電流が200〜300mAの（電力として800〜
1200W）直流高圧電流を供給している。
ある。第１図において、商用電源１はダイオード2,チョ
ークコイル３及び平滑コンデンサ４により、整流平滑さ
れている。このように形成される直流電源に、コンデン
サ５と並列に、１次巻線6,2次巻線7,ヒータ巻線からな
るトランス９を接続している。このＬ−Ｃ共振回路をト
ランジスタ10とダイオード11からなるスイッチ回路で20
KHz以上にスイッチングすることでインバータ回路は構
成される。又、直流電源端子a,トランジスタのVCE（コ
レクタエミッタ間電圧VCE）検知端子b,接地端子c,トラ
ンジスタドライブ端子ｄをもつ発振回路12により、上記
トランジスタはスイッチング制御されている。トランス
9a2次巻線７は高圧コンデンサ13と高圧ダイオード14か
らなる倍電圧整流回路を介して、マグネトロン15に、直
流4000V位で平均電流が200〜300mAの（電力として800〜
1200W）直流高圧電流を供給している。
一方、同一コアにまかれたヒータ巻線は、マグネトロン
15に約50〜100Wのヒータ電力を供給している。第２図，
第３図にはこの種インバータ回路のトランジスタ10とダ
イオード11に印加される電圧波形（ａ）と電流波形
（ｂ）を示している。トランジスタ印加電圧が小さくな
ったことを検知してトランジスタ10が閉成されると、こ
の間（TON）トランジスタ10には（ｂ）図に示す如く漸
増する電流が流れ、発振回路12の制御によりトランジス
タ10が開成されると、その間（TOFF）Ｌ−Ｃ共振電圧が
（ａ）図の如くトランジスタのコレクタ−エミッタ間に
印加される。点線で示したのは、トランジスタ10を開成
して、次にトランジスタ10を閉成しないときにトランジ
スタ10に印加される電圧波形である。ここで電圧責務DV
を で定義する。第２図に示すようなインバータ回路はトラ
ンジスタ10に電圧が印加時は電流が流れず、トランジス
タ10に電流が流れているときは電圧が印加されていない
のでトランジスタ10の発熱損失が小さく、効率的なイン
バータが構成できる。一方Ｌ−Ｃ共振回路の定数によっ
ては、第３図に示すような回路波形になる。即ち電圧共
振回路が、オーバーダンピング状態となり、電圧波形
が、零にならない場合がある。この場合は、トランジス
タ10に電圧が印加されてるときにトランジスタ10を閉成
せざるを得ず、第３図（ｂ）に示す如く大きい短絡電流
が流れる。この場合は、トランジスタ10は大きい電流負
担となり、かつ発生損失も大きくなる。従ってインバー
タ回路定数選定時は、第３図の状態を避ける必要があ
る。
15に約50〜100Wのヒータ電力を供給している。第２図，
第３図にはこの種インバータ回路のトランジスタ10とダ
イオード11に印加される電圧波形（ａ）と電流波形
（ｂ）を示している。トランジスタ印加電圧が小さくな
ったことを検知してトランジスタ10が閉成されると、こ
の間（TON）トランジスタ10には（ｂ）図に示す如く漸
増する電流が流れ、発振回路12の制御によりトランジス
タ10が開成されると、その間（TOFF）Ｌ−Ｃ共振電圧が
（ａ）図の如くトランジスタのコレクタ−エミッタ間に
印加される。点線で示したのは、トランジスタ10を開成
して、次にトランジスタ10を閉成しないときにトランジ
スタ10に印加される電圧波形である。ここで電圧責務DV
を で定義する。第２図に示すようなインバータ回路はトラ
ンジスタ10に電圧が印加時は電流が流れず、トランジス
タ10に電流が流れているときは電圧が印加されていない
のでトランジスタ10の発熱損失が小さく、効率的なイン
バータが構成できる。一方Ｌ−Ｃ共振回路の定数によっ
ては、第３図に示すような回路波形になる。即ち電圧共
振回路が、オーバーダンピング状態となり、電圧波形
が、零にならない場合がある。この場合は、トランジス
タ10に電圧が印加されてるときにトランジスタ10を閉成
せざるを得ず、第３図（ｂ）に示す如く大きい短絡電流
が流れる。この場合は、トランジスタ10は大きい電流負
担となり、かつ発生損失も大きくなる。従ってインバー
タ回路定数選定時は、第３図の状態を避ける必要があ
る。
第４図には、第３図に示すようなオーバーダンピング状
態を避けた条件下で、１次巻線と２次巻線の結合係数k
12と直流電圧と共振電圧の比KVの関係を電圧責務DVをパ
ラメータに測定した結果を示す図である。実際はスイッ
チング周波数を20KHz〜100KHz,商用電源電圧を50Vから2
20Vまで変えて行なった。
態を避けた条件下で、１次巻線と２次巻線の結合係数k
12と直流電圧と共振電圧の比KVの関係を電圧責務DVをパ
ラメータに測定した結果を示す図である。実際はスイッ
チング周波数を20KHz〜100KHz,商用電源電圧を50Vから2
20Vまで変えて行なった。
図から明らかなように結合係数k12は0.8を越えると急増
しており、この場合はトランジスタ10が高耐圧のものが
必要になる。スイッチングスピードが速くかつ耐圧の高
いトランジスタは非常に作りにくい。特に電圧負担の大
きいトランジスタは大きいチップサイズが大きくなりコ
ストも高くなる。一方一定電力を確保するための電流負
担については、図示してないが、k12＝0.6より小さくな
ると急増する。またk12＜0.6のトランスはトランスから
の漏洩磁束が大きく、トランス周囲の鉄板等の磁性体配
置の影響を強くうけて、実装時に安定したインバータ動
作が得にくいという問題がある。
しており、この場合はトランジスタ10が高耐圧のものが
必要になる。スイッチングスピードが速くかつ耐圧の高
いトランジスタは非常に作りにくい。特に電圧負担の大
きいトランジスタは大きいチップサイズが大きくなりコ
ストも高くなる。一方一定電力を確保するための電流負
担については、図示してないが、k12＝0.6より小さくな
ると急増する。またk12＜0.6のトランスはトランスから
の漏洩磁束が大きく、トランス周囲の鉄板等の磁性体配
置の影響を強くうけて、実装時に安定したインバータ動
作が得にくいという問題がある。
従来例では、これらの問題解決をするためにk12≧0.9の
条件で高周波チョークと組合わせることにより、電圧負
担や電流負担を大きくすることなくインバータを構成し
ていた。
条件で高周波チョークと組合わせることにより、電圧負
担や電流負担を大きくすることなくインバータを構成し
ていた。
第５図には本発明トランスの具体構成例を示している。
断面コの字形のフェライト16,17を空隙18を介して対向
させ、１次巻線６と２次巻線７およびヒータ巻線８を図
の如く臨接して配置することで、結合係数k12が0.6〜0.
8のトランスは実現でき、しかも１次巻線６と２次巻線
７との磁束の結合が空気中を通しても行われるのでコア
16、17をより小さくしつつ所望の特性を有するトランス
とすることができる。
断面コの字形のフェライト16,17を空隙18を介して対向
させ、１次巻線６と２次巻線７およびヒータ巻線８を図
の如く臨接して配置することで、結合係数k12が0.6〜0.
8のトランスは実現でき、しかも１次巻線６と２次巻線
７との磁束の結合が空気中を通しても行われるのでコア
16、17をより小さくしつつ所望の特性を有するトランス
とすることができる。
周波数20〜30KHz D≒0.3で動作させた結果を具体例示す
るとl1＝55mm,l2＝74mm,G＝2mmの寸法のトランスで１次
インダクタンス58μH,2次インダクタンス22mH,結合係数
k12＝0.65〜0.7の巻線条件下で運転することで、商用電
源100V（ピーク電圧141V）でトランジスタのピーク電圧
は約600V（即ちKV＝600/141≒4.26）で第２図に示すよ
うな波形による効率的な運転をしてマグネトロンに約12
00Wの電力が供給されるのである。第６図，第７図は従
来例のトランスとインバータ回路の実施例である。第６
図に示す如くトランスコア20,21はギャップを介して対
向し１次巻線22と２次巻線23は結合係数k12を大きくす
るためにコアに対し同心的に配している。24はヒータ巻
線である。第７図において25はチョークコイル、26は共
振コンデンサ、27は高周波チョークであり、28は従来例
トランスである。従来例では第６図の如く、１次巻線と
２次巻線を空間的に密に構成する必要があるが、このこ
とはマグネトロンが負荷の場合、２次巻線電圧を高くす
る必要があるので、巻線間の絶縁が確保しにくいこと
や、２次巻線の冷却がしにくいという問題があるのに対
し本発明ではこれらの問題が解決できる。
るとl1＝55mm,l2＝74mm,G＝2mmの寸法のトランスで１次
インダクタンス58μH,2次インダクタンス22mH,結合係数
k12＝0.65〜0.7の巻線条件下で運転することで、商用電
源100V（ピーク電圧141V）でトランジスタのピーク電圧
は約600V（即ちKV＝600/141≒4.26）で第２図に示すよ
うな波形による効率的な運転をしてマグネトロンに約12
00Wの電力が供給されるのである。第６図，第７図は従
来例のトランスとインバータ回路の実施例である。第６
図に示す如くトランスコア20,21はギャップを介して対
向し１次巻線22と２次巻線23は結合係数k12を大きくす
るためにコアに対し同心的に配している。24はヒータ巻
線である。第７図において25はチョークコイル、26は共
振コンデンサ、27は高周波チョークであり、28は従来例
トランスである。従来例では第６図の如く、１次巻線と
２次巻線を空間的に密に構成する必要があるが、このこ
とはマグネトロンが負荷の場合、２次巻線電圧を高くす
る必要があるので、巻線間の絶縁が確保しにくいこと
や、２次巻線の冷却がしにくいという問題があるのに対
し本発明ではこれらの問題が解決できる。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明によればきわめて簡単な
構成で、小型、軽量、簡素な構造であり、しかも、安定
した効率の高いインバータ動作をするマグネトロン用イ
ンバータ回路のトランスが提供できる。
構成で、小型、軽量、簡素な構造であり、しかも、安定
した効率の高いインバータ動作をするマグネトロン用イ
ンバータ回路のトランスが提供できる。
第１図は本発明の一実施例回路図、第２図，第３図はイ
ンバータ回路波形図、第４図は同要部特性図、第５図は
本発明トランスの構成図、第６図，第７図は従来例のト
ランス構成図と回路図である。 ５……共振コンデンサ、６……１次巻線、７……２次巻
線、８……ヒータ巻線、９……トランス、10……トラン
ジスタ、12……発振回路、ｂ……トランジスタの印加電
圧検知端子、15……マグネトロン、16,17……コア、18
……ギャップ。
ンバータ回路波形図、第４図は同要部特性図、第５図は
本発明トランスの構成図、第６図，第７図は従来例のト
ランス構成図と回路図である。 ５……共振コンデンサ、６……１次巻線、７……２次巻
線、８……ヒータ巻線、９……トランス、10……トラン
ジスタ、12……発振回路、ｂ……トランジスタの印加電
圧検知端子、15……マグネトロン、16,17……コア、18
……ギャップ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 孝広 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 別荘 大介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−14846（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】マグネトロン、共振コンデンサ、スイッチ
ングトランジスタ、トランスおよびトランジスタの印加
電圧検知素子を有する発振回路から構成すると共に、前
記トランスを１対の断面コの字形のコアで構成し、前記
１対のコア間に設けたギャップを囲むように１次巻線を
設け、かつ、２次巻線およびヒータ巻線を前記１次巻線
に臨接して設け、前記１次巻線と前記２次巻線の結合係
数を0.6から0.8の間の値にしたことを特徴とするマグネ
トロン用インバータ回路のトランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62277616A JPH0740465B2 (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | マグネトロン用インバータ回路のトランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62277616A JPH0740465B2 (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | マグネトロン用インバータ回路のトランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01120736A JPH01120736A (ja) | 1989-05-12 |
| JPH0740465B2 true JPH0740465B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=17585898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62277616A Expired - Lifetime JPH0740465B2 (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | マグネトロン用インバータ回路のトランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740465B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2544726B2 (ja) * | 1986-06-14 | 1996-10-16 | 松下電工株式会社 | 多層プリント配線板の製法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414846A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-19 | Hitachi Ltd | Transformer for magnetron power supply device |
-
1987
- 1987-11-02 JP JP62277616A patent/JPH0740465B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01120736A (ja) | 1989-05-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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