JPH1027720A - 高周波加熱調理器用昇圧トランス - Google Patents

高周波加熱調理器用昇圧トランス

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JPH1027720A
JPH1027720A JP8183014A JP18301496A JPH1027720A JP H1027720 A JPH1027720 A JP H1027720A JP 8183014 A JP8183014 A JP 8183014A JP 18301496 A JP18301496 A JP 18301496A JP H1027720 A JPH1027720 A JP H1027720A
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JP
Japan
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winding
transformer
heater
secondary winding
magnetron
Prior art date
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Pending
Application number
JP8183014A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichiro Sumiyoshi
眞一郎 住吉
Seiichi Taniguchi
誠一 谷口
Shinichi Sato
慎一 佐藤
Kazunori Kono
一典 河野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP8183014A priority Critical patent/JPH1027720A/ja
Publication of JPH1027720A publication Critical patent/JPH1027720A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F2038/003High frequency transformer for microwave oven

Landscapes

  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロ波発生時間の経過とともに、マグネ
トロンのアノード温度が上昇して2次巻線出力が低下し
た場合に拘わらず、安全性、信頼性の高い昇圧トランス
を提供すること。 【解決手段】 数百ターンからなる2次巻線21を巻線
固定用のボビン5によって複数に分割し、さらにヒータ
巻線に近い領域の巻線数を他の領域の巻線数に比べて少
なくなるように構成して、ヒータ巻線と2次巻線21と
の磁気結合を小さくすることによって、ヒータ巻線と1
次巻線1との結合度を相対的に向上させ、マグネトロン
発熱時の2次巻線21の出力電圧の低下に対して、ヒー
タ巻線に発生する電力の変動を抑えることで、カソード
温度を安定させ、モーディングを起こりにくくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マグネトロン発振
によるマイクロ波加熱を利用して加熱調理を行う高周波
加熱調理器用昇圧トランス構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下に従来の高周波加熱調理器用昇圧ト
ランスについて、図3、図4に基づいて説明する。
【0003】商用電源を整流して得られる単方向電源7
と、スイッチングによって発生するノイズが、電源ライ
ンに重畳されることを防止する機能を持つ平滑回路を含
むインバータ回路8は、マグネトロン11へ高電圧を印
加する昇圧トランス10の1次巻線1に接続されてい
る。昇圧トランス10は1次巻線1、2次巻線2、ヒー
タ巻線3、コア4、巻線固定用のボビン5からなり、コ
ア4はU字型を突き合わせる構造になっており、さらに
磁束漏洩用のギャップ6が設けられている。昇圧トラン
ス10の2次巻線2は、巻線間の耐圧を高めるために巻
線固定用のボビン5によって複数にほぼ均等分割されて
いる。2次巻線出力は、コンデンサとダイオードによっ
て倍電圧整流回路として構成され、マグネトロン11に
接続されている。また、ヒータ巻線出力はマグネトロン
11のカソード12に接続される。
【0004】以上の構成で、高周波加熱時にはインバー
タ回路8のスイッチング素子9をオンオフすることによ
って、昇圧トランス10の1次巻線1に電流が流れ、発
生した高周波磁束の大部分はコア4を通り、2次側に約
2kVの高電圧を誘起させ、さらにコンデンサとダイオ
ードによって倍電圧整流され、マグネトロン11に約4
kVの高電圧を印加すると同時に、ヒータ巻線3に十数
アンペアの電流を流し、マグネトロンカソード12を適
正温度範囲(1900〜2100K)の中で約2000
Kまで加熱しエミッションを可能にすることと、コア4
に設けられた磁束漏洩用のギャップ6によって、2次側
から見た1次側のインピーダンスを高くして昇圧トラン
ス10に定電流特性を持たせることによって、安定にマ
イクロ波を発生させるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の昇圧
トランスを用いた高周波加熱調理器では、マグネトロン
に備えられている永久磁石が作る磁界は、カソードから
アノードに向かって放出される電子に対して垂直方向に
作用し、電子に旋回運動を与えるものである。マグネト
ロンの入出力は約70%の効率であるため、アノードは
200℃近くまで温度が上昇し、これに伴って永久磁石
が作る磁界が小さくなる。ここでマグネトロンは図5に
示すような電圧電流特性をもっているため、アノード電
圧が低下し昇圧トランスの2次巻線出力も小さくなる。
1ターンで構成されているヒータ巻線は、1次巻線だけ
でなく2次巻線とも結合しているため、2次巻線出力が
小さくなればヒータ巻線の出力も小さくなり、時間経過
によるアノード温度上昇とともに起動時約2000Kの
カソード温度が下がり、カソードのエミッションが可能
な適正温度範囲からはずれてしまい、モーディングと言
われる異常発振が発生し易くなる。ここで、ヒータ巻線
を2ターンにした場合、カソードに与える電力が大幅に
大きくなって、起動時において適正温度の上限2100
Kを超えてしまうため、ヒータ巻線数は1ターンにせざ
るを得ないという課題を有しているものである。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、マイクロ波発生時間の経過とともにマグネトロンの
アノード温度が上昇して2次巻線出力が低下しても、ヒ
ータ電力を変動させずにモーディングの発生を抑える高
周波調理器用昇圧トランスを提供することを目的として
いる。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の高周波加熱調理器用昇圧トランスは、数百タ
ーンからなる2次巻線を巻線固定用のボビンによって複
数に分割し、さらにヒータ巻線に近い領域の巻線数を他
の領域の巻線数に比べて少なくなるようにして、ヒータ
巻線と2次巻線との磁気結合を小さくすることによっ
て、ヒータ巻線と1次巻線との結合度を相対的に向上さ
せ、マグネトロン発熱時の2次巻線出力電圧の低下に対
して、ヒータ巻線に発生する電力の変動を抑えたもので
ある。
【0008】
【発明の実施の形態】請求項1記載の発明は、昇圧トラ
ンスの1次巻線に電流を流した際にコアに発生する磁束
は、2次巻線に比べてヒータ巻線とより多く交番するた
め、ヒータ巻線と2次巻線との磁気結合が小さくなり、
ヒータ巻線と1次巻線の磁気結合度が相対的に向上する
ことになる。したがって、マグネトロンの発熱によって
アノード電圧が小さくなった場合でも、ヒータに与える
電力の低下が緩和され、カソード温度の変動が抑えられ
るため、モーディングが起こりにくくなるので、高周波
加熱調理器の安全性、信頼性を向上させることができる
ものである。
【0009】請求項2記載の発明は、昇圧トランスの1
次巻線で発生する磁束のうち、ヒータ巻線の内側を通る
磁束が増加するため、定常時においてカソードに与える
電力を増加させることができ、例えばファンロック等の
異常によってアノード温度が急激に上昇して2次巻線出
力が大幅に低下しても、モーディングが起こりにくくす
ることができるものである。
【0010】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の第一の実施例について図面を
参照しながら説明する。図1(a)において、昇圧トラ
ンス10は1次巻線1、2次巻線21、ヒータ巻線3、
コア4、巻線固定用のボビン5からなり、コア4は2個
のU字型コアを突き合わせると同時に、磁束漏洩用とし
て約2mmのギャップ6を構成している。それぞれの巻
線は巻線固定用のボビンによって、コア4の長手方向に
1次側、2次側、ヒータ巻線用に配置され、特にヒータ
巻線3を1次巻線1と2次巻線21で挟むように並べら
れている。なお、2次側は耐圧を高くするために複数領
域に分割され、ヒータ巻線3に最も近い領域の巻線数を
他の領域の巻線数に比べて少なくなるように構成する。
【0011】上記の様に構成された高周波加熱調理器用
昇圧トランスについて、以下にその動作を説明する。被
加熱物をマイクロ波加熱する場合、インバータ回路8の
スイッチング素子9をオンオフさせて1次巻線1に高周
波電流を流すことで高周波磁界を発生させる。発生した
磁束の大部分はコアを通りヒータ巻線3、2次巻線21
と交番し、2次側に約2kVの高電圧を誘起させ、さら
にコンデンサとダイオードによって倍電圧整流され、マ
グネトロン11に約4kVの高電圧を印加すると同時
に、ヒータ巻線2に十数アンペアの電流を流し、マグネ
トロン11のカソード12を約2000Kの適正温度ま
で加熱する。但し、マグネトロン11の入出力効率は約
70%であり、残りの30%は損失としてマグネトロン
11自身を発熱させるため、時間経過とともにアノード
温度が上昇し、永久磁石の磁界を弱めるので、2次巻線
21、ヒータ巻線3の出力が小さくなっていく。しか
し、2次巻線の均等分割の場合に比べて、2次巻線21
とヒータ巻線3の磁気結合度が小さいため、図1(b)
に示すようにアノード温度が上昇して2次巻線21の出
力が低下しても、ヒータ巻線3の出力低下を小さく抑え
ることができる。したがって、カソード12に与える電
力の変動を小さくすることができ、安定したカソード1
2のエミッションを得ることができる。
【0012】以上の様に本実施例によれば、昇圧トラン
スの形状を大きくすることなく、1次巻線1と2次巻線
21との磁気結合度を小さくして、1次巻線1とヒータ
巻線3の磁気結合度を相対的に向上させて、マグネトロ
ン11のアノード温度に対して依存性の少ないヒータ電
力を確保することができるため、モーディングを起こし
にくくすることが可能となる、高周波調理器用昇圧トラ
ンスを実現することができる。
【0013】(実施例2)以下本発明の第二の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図2(a)におい
て図1(a)の構成と異なるのは、昇圧トランス10の
ヒータ巻線31の内径を1次巻線1の外径よりも大きく
するような構成とした点である。上記以外の構成要素は
第一の実施例と同等であり説明を省略する。
【0014】上記の様に構成された高周波加熱調理器用
昇圧トランスについて、以下にその動作を説明する。本
実施例では、1次巻線1に電流を流すことよって発生す
る磁束の多くはコア4を介してヒータ巻線31と交番す
るが、ヒータ巻線31の内径を1次巻線1の外径に比べ
て大きくすることによって、コア4に設けられたギャッ
プ6の効果からコア4の外部に漏洩する磁束の一部につ
いてもヒータ巻線31内を通すことが可能になるため、
1次巻線1とヒータ巻線31との磁気結合度を上げるこ
とになり、ヒータ巻線31に誘起される出力電圧も大き
くすることができる。
【0015】以上の様に本実施例によれば、巻数を増や
すことなくヒータ電力を増加させ、図2(b)に示すよ
うに、マグネトロン起動時のカソード温度を、適正温度
の上限である2100Kに近づけることができるため、
カソード温度の適正温度範囲を上限から下限まで広く使
用することが可能となり、時間経過によるマグネトロン
11の発熱に起因するヒータ電力の低下を許容できるの
で、例えばファンロック等の異常によってアノード温度
が急激に上昇して2次巻線出力が大幅に低下しても、モ
ーディング発生をより起こしにくい高周波加熱調理器用
昇圧トランスを提供することが可能である。
【0016】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、昇圧トランスの1次巻線に電流を流した際にコア
に発生する磁束は、2次巻線に比べてヒータ巻線とより
多く交番するため、ヒータ巻線と2次巻線との磁気結合
が小さくなり、マグネトロンの発熱によってアノード電
圧及び2次巻線出力電圧が小さくなった場合でも、ヒー
タに与える電力が低下しにくくなり、カソード温度の変
動が抑えられるため、モーディングを起こりにくくする
ことができる。
【0017】また、請求項2記載の発明によれば、昇圧
トランスの1次巻線で発生する磁束のうち、漏洩磁束の
一部についてもヒータ巻線の内側を通すことにより、定
常時においてカソードに与える電力を増加させることが
できるので、例えばファンロック等の異常によってアノ
ード温度が急激に上昇して2次巻線出力が大幅に低下し
ても、モーディングが起こりにくくなることで、より装
置の安全性、信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の第一の実施例における高周
波加熱調理器用昇圧トランスの断面図 (b)は、同、高周波加熱調理器用昇圧トランスのマグ
ネトロンのアノード温度とカソード温度との関係図
【図2】(a)は、本発明の第二の実施例における高周
波加熱調理器用昇圧トランスの断面図 (b)は、同、高周波加熱調理器用昇圧トランスのマグ
ネトロンのアノード温度とカソード温度との関係図
【図3】従来例の高周波加熱調理器用昇圧トランスの断
面図
【図4】一般的な高周波加熱調理器用制御装置の回路図
【図5】同、高周波加熱調理器用制御装置のマグネトロ
ンの電圧電流特性図
【符号の説明】
1 1次巻線 21 2次巻線 31 ヒータ巻線 4 コア 5 ボビン 6 ギャップ 7 単方向電源 8 インバータ回路 9 スイッチング素子 10 昇圧トランス 11 マグネトロン 12 カソード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 一典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用電源を整流して得られる単方向電源
    と、スイッチング素子、共振コンデンサ、及び平滑回路
    を有するインバータ回路と、高周波磁界を発生させる1
    次巻線、磁束を通すコア、マグネトロンに高電圧を印加
    する2次巻線、及びマグネトロンのカソードに電力を与
    えるヒータ巻線を有する昇圧トランスとを備え、前記昇
    圧トランスの2次巻線は、巻線固定用のボビンによって
    コアの長手方向に複数領域に分割され、ヒータ巻線に近
    い領域の巻線数を他の領域の巻線数に比べて少なくして
    なる高周波加熱調理器用昇圧トランス。
  2. 【請求項2】 ヒータ巻線の内径は、1次巻線の外径に
    比べて大きくしてなる請求項1記載の高周波加熱調理器
    用昇圧トランス。
JP8183014A 1996-07-12 1996-07-12 高周波加熱調理器用昇圧トランス Pending JPH1027720A (ja)

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JP (1) JPH1027720A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6956456B2 (en) * 2002-03-12 2005-10-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetron drive boosting transformer
US7535331B2 (en) 2003-04-15 2009-05-19 Panasonic Corporation Booster transformer for driving magnetron and transformer unit having the booster transformer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6956456B2 (en) * 2002-03-12 2005-10-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetron drive boosting transformer
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