WO2006080258A1 - マグネトロン駆動用電源 - Google Patents

マグネトロン駆動用電源 Download PDF

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Shinichi Sakai
Nobuo Shirokawa
Haruo Suenaga
Hideaki Moriya
Manabu Kinoshita
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/66—Circuits
    • H05B6/666—Safety circuits

Definitions

  • the present invention relates to power control during abnormal operation such as no-load operation in an inverter-controlled magnetron driving power source used in a microwave oven or the like.
  • this type of magnetron drive power supply has been equipped with a current transformer or the like for measuring a secondary-side current for detecting an abnormality during no-load operation or the like (for example, patent literature) 1).
  • FIG. 8 shows a conventional magnetron driving power source described in Patent Document 1.
  • magnetron 1 high-voltage transformer 2, switching unit 3, control unit 4, current transformer 5 that detects the input current, and current transformer 6 that detects the secondary current. It is composed of
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 5-47467
  • the current transformer 5 for accurately detecting the primary side current in order to produce a high output within the indoor wiring capacity, and an abnormal state such as during no-load operation are detected. Therefore, the current transformer 6 is provided on the secondary side, so an insulation means such as a current transformer 6 and a photo power bra to overcome the potential difference between the primary side and the secondary side is required. There are additional cost problems for detecting the noise and problems of mounting space for parts when the power supply is downsized.
  • the present invention solves the above-described conventional problems, and provides a power source for driving a magnetron configured to detect an abnormal state such as no-load operation on the primary side while providing low cost and space saving.
  • the purpose is to do.
  • a magnetron driving power source includes a micro A magnetron for supplying a wave; a high-voltage transformer for supplying a high voltage to the magnetron; a switching unit for driving the high-voltage transformer at a high frequency; a first control unit for supplying a drive signal to the switching unit; A second control unit that issues an output command to one control unit, and a third control unit that corrects the output command in response to a decrease in the oscillation threshold of the magnetron. Accordingly, a first control unit that performs power-down control is provided.
  • the oscillating threshold voltage decreases due to a decrease in the magnetic field due to a rise in the magnetron magnet temperature.
  • the high-voltage transformer has a constant step-up ratio, so the primary voltage of the high-voltage transformer also decreases.
  • the magnetron driving power source of the present invention is a control element of the third control unit, a divided voltage of the collector-emitter voltage at the switching element of the switching unit, and the second control unit
  • the power reference signal is coupled by a diode or transistor, and is input to the first control means to be powered down.
  • the magnetron driving power source provides the divided voltage of the collector-emitter voltage at the switching element of the switching unit, which is a control element of the third control unit, of the second control unit. In this configuration, the voltage is varied according to the reference voltage.
  • the invention's effect The magnetron driving power source of the present invention can detect an abnormal state such as during no-load operation while having low cost and space saving by handling signals on the control side of the inverter. .
  • FIG. 1 is a control circuit block diagram of a magnetron driving power source in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph for explaining the temperature dependence of the oscillation threshold voltage of the magnetron in the magnetron driving power supply according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a change in collector emitter voltage in a magnetron driving power source according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a principal part of a magnetron driving power source according to a second embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a diagram showing the time change of each part control voltage during no-load operation with the magnetron driving power source according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 Circuit diagram of the main part of the magnetron driving power source in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 When the output power of the magnetron driving power source in the third embodiment of the present invention is switched. A graph showing the behavior of each control voltage! /
  • a first invention provides a magnetron that supplies a microwave, a high-voltage transformer that supplies a high voltage to the magnetron, a switching unit that drives the high-voltage transformer at a high frequency, and a drive signal that is supplied to the switching unit Output command to the first control unit and the first control unit And a third control unit that corrects the output command in response to a decrease in the oscillation threshold of the magnetron, and performs power-down control in response to the signal from the third control unit.
  • the magnetron driving power source according to the first invention performs basic power control based on an input current that flows to the primary side of the high-voltage transformer, so that the current on the secondary side Abnormal conditions such as no-load operation can be detected without detection means, and low cost and space saving can be realized.
  • the third invention is the switching element of the switching unit, particularly the magnetron driving power source of the first or second invention, the control element of the third control unit proportional to the decrease in the oscillation threshold of the magnetron.
  • a magnetron drive power supply as a control element proportional to the collector-emitter voltage of the switch, it is confirmed that the magnetron oscillation threshold decreases during abnormal operation such as no-load operation.
  • the divided voltage between them and powering down using the signal it is possible to detect an abnormal state such as during no-load operation with low cost and space saving.
  • the magnetron driving power source of the third invention is a divided voltage of the collector-emitter voltage at the switching element of the switching unit which is a control element of the third control unit.
  • the magnetron driving power source of the third or fourth invention is the collector-emitter voltage of the switching element of the switching unit which is a control element of the third control unit.
  • the third control unit is controlled according to the reference voltage of the second control unit. Switching drive type magnetron drive by changing elements Even during power control, which is a feature of dynamic power supplies, it is possible to control power when an abnormality with a high SZN ratio is detected.
  • FIG. 1 shows a control circuit block diagram of a magnetron driving power source according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph for explaining the temperature dependence of the oscillation threshold voltage of the magnetron in the magnetron driving power source according to the first embodiment of the present invention.
  • a magnetron 11 supplies microwaves to a heating chamber (not shown).
  • the magnetron 11 starts oscillating when the voltage boosted by the high voltage transformer 12 exceeds the oscillation threshold voltage shown in FIG.
  • the primary side of the high-voltage transformer generates the voltage required for magnetron oscillation by voltage resonance by the switching unit 13!
  • the generated voltage is controlled by the first control unit 14 so that the output set by the output setting unit 15 is output.
  • the signal detected by the current detection unit 17 is integrated by the control unit 18 so that the reference voltage of the second control unit 16 is proportional to the output, and becomes the same.
  • power control is performed by the first controller 14.
  • the first control unit 14 is configured to be able to correct the output by the control element of the third control unit 19.
  • the operating principle of the magnetron 11 that generates microwaves is that the power sword is heated by the filament winding 20 of the high-voltage transformer 12, and at the same time, the potential boosted by the high-voltage transformer 12 exceeds the oscillation threshold voltage of the magnetron 11. As a result, electrons are emitted from the force sword toward the anode and oscillate in the cavity resonator.
  • the cavity resonance requires the action of a magnetic field by a magnet provided in the magnetron 11.
  • the magnet has a temperature characteristic, and as shown in FIG. 2, it has a characteristic that the oscillation threshold voltage decreases as the magnet temperature increases.
  • the present invention utilizes a phenomenon in which the oscillation threshold voltage of the magnetron 11 rapidly decreases during no-load operation. That is, when the oscillation threshold voltage of the magnetron 11 is lowered, the output voltage of the high-voltage transformer 12 is also lowered, so that the primary side voltage of the high-voltage transformer 12 having a fixed step-up ratio is also lowered.
  • a reference voltage corresponding to the output power value set by the output setting unit 15 is set by the second control unit 16.
  • the first control unit 14 controls the switching unit 13 so that the signal obtained by integrating the signal from the current detection unit 17 by the control unit 18 matches the set reference voltage.
  • the primary voltage of the high-voltage transformer 12 decreases as described above, and the third control unit 19 outputs a control element based on the primary side voltage.
  • the output power can be reduced by using the signal generated by the third control unit 19 as the reference voltage, thereby realizing overheating protection of the magnetron. Can do.
  • the position of the current detection unit is a force that can be freely set.
  • This function works effectively if the input current as shown in Fig. 1 is to be detected. This is because in the case of input current control, the power on the input side is kept constant, and (oscillation threshold voltage) X (secondary side current) becomes the output power on the secondary side. Considering this, in the case of no-load operation, etc., the current on the secondary side suddenly increases, causing deterioration of parts such as magnetron.
  • the output of the third control unit provided on the primary side of the high-voltage transformer is used instead of the reference voltage to decrease the oscillation threshold voltage of the magnetron.
  • output power can be reduced when there is an abnormality such as during no-load operation, and protection of parts such as a magnetron can be realized at low cost and space saving.
  • FIG. 3 is a graph showing changes in the collector emitter voltage in the magnetron driving power source according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a principal circuit diagram of a magnetron driving power source according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a time change of each part control voltage during no-load operation with the magnetron driving power source according to the second embodiment of the present invention.
  • Vref 26 is an output control voltage of the second control unit 16, and is coupled to Vebm 29, which is the output of the third control unit 19, by a diode D 1.
  • Vce30 is a collector emitter voltage at the switching element of the switching unit 13 on the primary side of the high voltage transformer 12 which is proportional to the oscillation threshold voltage of the magnetron 11.
  • the Vctrl 24 is compared with the VIin 28 that is the output of the control unit 18 in the first control unit 14, and the switching unit 13 is controlled based on the result.
  • Vcc31 is a control voltage of the control unit.
  • the second control unit 16 sets a reference voltage Vref 26 corresponding to the output power set by the output setting unit 15.
  • Vebm29 and Vref26 are coupled by diode D1, and the output of the coupled first control unit 14
  • the signal voltage Vctrl24 is abnormal, such as during no-load operation
  • Vebm29 drops below Vref26, and the control target is changed from Vref 26, which is the normal control target, to power down and protect parts such as magnetrons. It is configured to do.
  • Fig. 5 shows the movement of the control voltage at each part during no-load operation at full power. In this case, Vebm falls below Vref and powers down after about 2 minutes.
  • the output power can be reduced at the time of abnormality such as during no-load operation. Protection of parts such as magnetron can be realized at a pace.
  • FIG. 6 shows a circuit diagram of a main part of a magnetron driving power source according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph showing the behavior of each control voltage when the output power of the magnetron driving power source in the third embodiment of the present invention is switched. Here, it is assumed that the output power decreases toward P10 to P4.
  • Vebml in FIG. 7 shows an example of the output voltage of Vebm29 in the second embodiment
  • Ve bm2 shows an example of the output voltage of Vebm29 in the third embodiment.
  • the output voltage Vebm29 of the third control unit 19 is constant as shown in FIG. 7 regardless of the switching of the output power. It is. However, by changing the bias voltage of Q1 from Vcc31 to Vref26, it is possible to realize a configuration that can obtain Vebm29 that follows the change in Vref26 according to the output power.
  • the transistors in the Vebm control unit are biased.
  • Vref voltage that follows the change in output power Vebm that follows the change in Vref according to the output power can be obtained.
  • the SZN ratio for abnormality protection can be improved.
  • the magnetron driving power source according to the present invention can detect an abnormal state such as during no-load operation with low cost and space saving by handling the signal on the control side of the inverter. Therefore, it can be applied to applications that are more reliable at a lower cost and require smaller size.

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Abstract

　本発明の課題は、低コスト、省スペースを具備しつつ無負荷運転時等の異常状態を検出可能とする構成のマグネトロン駆動用電源を提供することである。 　本発明のマグネトロン駆動用電源は、マグネトロン（１１）に高電圧を供給する高圧トランス（１２）と、それを高周波で駆動するスイッチング部（１３）と、それに駆動信号を与える第一の制御部（１４）と、前記第一の制御部に出力指令を出す第二の制御部（１６）と、前記マグネトロンの発振閾値の低下に応じて出力指令を補正する第三の制御部（１９）を備え、前記第三の制御部からの信号に応じてパワーダウン制御を行う第一の制御部（１４）を備えることで、インバータの制御側で信号を取り扱うことが可能となり、低コスト、省スペースを具備しつつ無負荷運転時等の異常状態を検出可能とすることができる。

Description

明 細 書
マグネトロン駆動用電源
技術分野
[0001] 本発明は電子レンジなどに用いられるインバータ制御方式のマグネトロン駆動用電 源における無負荷運転時などの異常運転時の電力制御に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、この種のマグネトロン駆動用電源は、無負荷運転等による異常時の検出のた めに 2次側の電流を測定するためのカレントトランス等を具備している（例えば、特許 文献 1参照)。
[0003] 図 8は、特許文献 1に記載された従来のマグネトロン駆動用電源を示すものである。
図 8に示すように、マグネトロン 1と、高圧トランス 2と、スイッチング部 3と、制御部 4と、 入力電流を検出するカレントトランス 5と、二次側の電流を検出しているカレントトラン ス 6から構成されている。
特許文献 1：特開平 5— 47467号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、前記従来の構成では、屋内配線容量内で高出力を出すために一次 側電流を精度良く検出するためのカレントトランス 5と、無負荷運転時等の異常状態 を検出するために 2次側にカレントトランス 6を具備する構成のため、一次側と二次側 の電位の違いを克服するためのカレントトランス 6やフォト力ブラなどの絶縁手段が必 要で、異常状態を検出するための追加のコスト的な課題や、電源を小型化する際の 部品の実装スペース的な課題を有して 、た。
[0005] 本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低コスト、省スペースを具備しつつ 無負荷運転時等の異常状態を一次側で検出可能とする構成のマグネトロン駆動用 電源を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 前記従来の課題を解決するために、本発明のマグネトロン駆動用電源は、マイクロ 波を供給するマグネトロンと、前記マグネトロンに高電圧を供給する高圧トランスと、前 記高圧トランスを高周波で駆動するスイッチング部と、前記スイッチング部に駆動信 号を与える第一の制御部と、前記第一の制御部に出力指令を出す第二の制御部と、 前記マグネトロンの発振閾値の低下に応じて出力指令を補正する第三の制御部を備 え、前記第三の制御部からの信号に応じてパワーダウン制御を行う第一の制御部を 備えたものである。
[0007] これによつて、無負荷運転時等の異常状態時にはマグネトロンの磁石の温度が上 昇することによる磁界の低下で発振可能閾値電圧が低下する。それに伴い、高圧トラ ンスは一定の昇圧比を持つので高圧トランスの一次側電圧も低下する。この低下す る電圧を制御要素として使うことにより無負荷運転時等の異常状態時にパワーダウン 制御することが可能になる。
[0008] また、本発明のマグネトロン駆動用電源は、前記第三の制御部の制御要素である 前記スイッチング部のスイッチング素子でのコレクターェミッタ間電圧の分圧電圧と、 前記第二の制御部力 の基準信号をダイオードあるいはトランジスタで結合させ、前 記第一の制御手段に入力しパワーダウンさせる構成にしたものである。
[0009] これによつて、通常の電力制御をつ力さどる第二の制御部力 の基準信号と、無負 荷運転などの異常時に高圧トランスの一次側電圧が低下することに伴って低下する 第三の制御部の制御要素であるスイッチング部のスイッチング素子でのコレクターェ ミッタ間電圧の分圧電圧とをダイオードやトランジスタの PN接合で結合することにより 過度の無負荷運転時は通常の電力制御をつ力さどる第二の制御部よりも第三の制 御部が優先されることにより自律的にパワーダウンすることができ、機器の自律保護 を可能とすることができる。
[0010] また、本発明のマグネトロン駆動用電源は、前記第三の制御部の制御要素であるス イッチング部のスイッチング素子でのコレクターェミッタ間電圧の分圧電圧を前記第 二の制御部の基準電圧に応じて電圧を可変させる構成を有したものである。
[0011] これによつて、スイッチング駆動タイプのマグネトロン駆動用電源の特徴であるパヮ 一コントロール時にも SZN比の高い異常時の電力制御が可能となる。
発明の効果 [0012] 本発明のマグネトロン駆動用電源は、インバータの制御側で信号を取り扱うことによ り、低コスト、省スペースを具備しつつ無負荷運転時等の異常状態を検出可能とする ことができる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の第 1の実施の形態におけるマグネトロン駆動用電源の制御回路ブロッ ク図
[図 2]本発明の第 1の実施の形態におけるマグネトロン駆動用電源でのマグネトロン の発振閾値電圧の温度依存性を説明するグラフ
[図 3]本発明の第 2の実施の形態のマグネトロン駆動用電源でのコレクターェミッタ電 圧の変化を示した図
[図 4]本発明の第 2の実施の形態のマグネトロン駆動用電源の要部回路図
[図 5]図 5は本発明の第 2の実施の形態のマグネトロン駆動用電源での無負荷運転 時の各部制御電圧の時間変化を示した図
[図 6]本発明の第 3の実施の形態におけるマグネトロン駆動用電源の要部回路図 [図 7]本発明の第 3の実施の形態におけるマグネトロン駆動用電源の出力電力を切 換えた場合の各制御電圧の振舞!/、を示したグラフ
[図 8]従来のマグネトロン駆動用電源の制御回路ブロック図
符号の説明
[0014] 11 マグネトロン
12 高圧トランス
13 スイッチング部
14 第一の制御部
16 第二の制御部
19 第三の制御部
発明を実施するための最良の形態
[0015] 第 1の発明は、マイクロ波を供給するマグネトロンと、前記マグネトロンに高電圧を供 給する高圧トランスと、前記高圧トランスを高周波で駆動するスイッチング部と、前記 スイッチング部に駆動信号を与える第一の制御部と、前記第一の制御部に出力指令 を出す第二の制御部と、前記マグネトロンの発振閾値の低下に応じて出力指令を補 正する第三の制御部を備え、前記第三の制御部力 の信号に応じてパワーダウン制 御を行う第一の制御部を備えたマグネトロン駆動用電源とすることで、無負荷運転等 の異常運転時にマグネトロンの発振閾値が低下することを高圧トランスの一次側で検 出し、その信号を用いてパワーダウンさせることができ、低コスト、省スペースを具備し つつ無負荷運転時等の異常状態を検出可能とすることができる。
[0016] 第 2の発明は、特に、第 1の発明のマグネトロン駆動用電源を、基本の電力制御を 前記高圧トランスの一次側に流れる入力電流に基づいて行うことにより、二次側の電 流検出手段なしに無負荷運転などの異常状態を検出可能となり、低コスト、省スぺー スを実現することができる。
[0017] 第 3の発明は、特に、第 1または第 2の発明のマグネトロン駆動用電源を、マグネトロ ンの発振閾値の低下に比例する第三の制御部の制御要素をスイッチング部のスイツ チング素子のコレクターェミッタ間電圧に比例する制御要素としたマグネトロン駆動 用電源とすることにより、無負荷運転等の異常運転時にマグネトロンの発振閾値が低 下することをスイッチング部のスイッチング素子でのコレクターェミッタ間の分圧電圧 で検出し、その信号を用いてパワーダウンさせることができ、低コスト、省スペースを 具備しつつ無負荷運転時等の異常状態を検出可能とすることができる。
[0018] 第 4の発明は、特に、第 3の発明のマグネトロン駆動用電源を、第三の制御部の制 御要素である前記スイッチング部のスイッチング素子でのコレクターェミッタ間電圧の 分圧電圧と、第二の制御部からの基準信号をダイオードある 、はトランジスタで結合 させ、第一の制御手段に入力しパワーダウンさせる構成としたマグネトロン駆動用電 源とすることにより、異常時のみにパワーダウンさせることが可能となり、必要以上に パワーダウンさせることなくすることができる。
[0019] 第 5の発明は、特に、第 3または第 4の発明のマグネトロン駆動用電源を、第三の制 御部の制御要素である前記スイッチング部のスイッチング素子でのコレクターェミッタ 間電圧の分圧電圧を第二の制御部の基準電圧に応じて電圧を可変させる構成を有 したマグネトロン駆動用電源とすることにより、第二の制御部の基準電圧に応じて第 三の制御部の制御要素を可変させることで、スイッチング駆動タイプのマグネトロン駆 動用電源の特徴であるパワーコントロール時にも SZN比の高い異常検出時の電力 制御が可能となる。
[0020] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実 施の形態によって本発明が限定されるものではない。
[0021] (実施の形態 1)
図 1は、本発明の第 1の実施の形態におけるマグネトロン駆動用電源の制御回路ブ ロック図を示すものである。
[0022] 図 2は、本発明の第 1の実施の形態におけるマグネトロン駆動用電源でのマグネト ロンの発振閾値電圧の温度依存性を説明するグラフである。
[0023] 図 1において、マグネトロン 11は図示していない加熱室にマイクロ波を供給する。マ グネトロン 11は高圧トランス 12により昇圧された電圧が図 2に示す発振閾値電圧を超 えることにより発振を開始する。高圧トランスの一次側はスイッチング部 13による電圧 共振によりマグネトロン発振に必要な電圧を発生させて!/、る。発生電圧は第一の制 御部 14で出力設定部 15により設定された出力を出すように電力制御される。出力設 定部 15により設定された出力を出すため、それに比例した第二の制御部 16の基準 電圧になるように電流検出部 17で検出された信号を制御部 18で積分し、同一になる ように第一の制御部 14で電力制御される。また、第三の制御部 19の制御要素により 第一の制御部 14は出力を補正することができる構成になっている。
[0024] 以上のように構成されたマグネトロン駆動用電源について、以下その動作、作用を 説明する。
[0025] まず、マイクロ波を発生するマグネトロン 11の動作原理は高圧トランス 12のフィラメ ント卷線 20により力ソードが加熱され、同時に高圧トランス 12により昇圧された電位が マグネトロン 11の発振閾値電圧を超えることで力ソードからアノードに向けて電子が 放出され、空洞共振器で発振する特性を有している。その空洞共振にはマグネトロン 11に備えられている磁石による磁界の作用が必要である。磁石には温度特性があり 、図 2に示すように磁石の温度が高くなると発振閾値電圧が低下する特性を有してい る。
無負荷運転などを行うと、加熱室内に電磁波を吸収する物質が存在しないため、そ れらのエネルギーはマグネトロン 11に戻って 、き、マグネトロン 11の異常発熱を引き 起こし、部品寿命の劣化や部品損傷などを引き起こし、それと同時に磁石などのマグ ネトロン各部の温度が上昇する。
[0026] それを防止するために本発明では、無負荷運転時にマグネトロン 11の発振閾値電 圧が急激に低下する現象を利用するものである。すなわち、マグネトロン 11の発振閾 値電圧が低下すると、高圧トランス 12の出力電圧も低下するため、昇圧比が固定の 高圧トランス 12の一次側電圧も低下する特性を有している。
[0027] 一方、通常の電力制御は出力設定部 15で設定された出力電力値に相当する基準 電圧が第二の制御部 16で設定される。その設定された基準電圧に電流検出部 17か らの信号を制御部 18で積分処理した信号が一致するように、第一の制御部 14にお V、てスイッチング部 13が制御される。
[0028] ここで、無負荷運転などの異常状態が発生すると前記したように高圧トランス 12の 一次側電圧が低下し、第三の制御部 19においてそれをもとにした制御要素を出力し 、第二の制御部 16の基準電圧よりも低い場合に、第三の制御部 19において作られ た信号を基準電圧とすることで出力電力を低下させることができ、マグネトロンの過熱 保護を実現することができる。
[0029] また、電流検出部の場所は自由に設定できる力 図 1に示されているような入力電 流を検出対象とすることは、有効にこの機能が働く。なぜならば、入力電流制御の場 合、入力側の電力が一定に保たれ、（発振閾値電圧） X (2次側の電流)が 2次側の 出力電力となるため電力の保存の原理ということを考えると、無負荷運転時等の場合 は急激に 2次側の電流が増加しマグネトロンなどの部品の劣化を進行させることとな るカゝらである。
[0030] 以上のように、本実施の形態においてはマグネトロンの発振閾値電圧の低下を、高 圧トランスの一次側に設けられた第三の制御部の出力を基準電圧の代わりに使用す ることにより、無負荷運転時等の異常時に出力電力を低下させることができ、低コスト 、省スペースでマグネトロン等の部品の保護を実現することができる。
[0031] また、本実施の形態の電流検出場所を一次側の入力電流部にすることにより、特に 、 2次側の電流の異常時における有効な増加防止となり、きわめて大きな保護効果を 得ることができる。
[0032] (実施の形態 2)
図 3は、本発明の第 2の実施の形態のマグネトロン駆動用電源でのコレクターェミツ タ電圧の変化を示した図である。
[0033] また、図 4は本発明の第 2の実施の形態のマグネトロン駆動用電源の要部回路図で ある。
[0034] また、図 5は本発明の第 2の実施の形態のマグネトロン駆動用電源での無負荷運転 時の各部制御電圧の時間変化を示した図である。
[0035] 図 4において、 Vref 26は第二の制御部 16の出力制御電圧であり、第三の制御部 1 9の出力である Vebm29と、ダイオード D1で結合されている。また、 Vce30はマグネ トロン 11の発振閾値電圧に比例する高圧トランス 12の一次側にあるスイッチング部 1 3のスイッチング素子でのコレクターェミッタ電圧である。そして Vctrl24は第一の制 御部 14で、制御部 18の出力である VIin28と比較され、その結果によりスイッチング 部 13を制御する構成になっている。なお、 Vcc31は制御部の制御電圧である。
[0036] 以上のように構成されたマグネトロン駆動用電源について、以下その動作、作用を 説明する。
[0037] まず、無負荷運転時にマグネトロン 11の発振閾値電圧が急激に低下すると、高圧ト ランス 12の出力電圧も低下し、昇圧比が固定の高圧トランス 12の一次側電圧も低下 する特性を有している。その結果、図 3に示すように、スイッチング部 13のスィッチン グ素子のコレクターェミッタ間電圧 Vce30は通常運転時に比べ無負荷運転時のピー ク電圧が低下する。
[0038] この特性を活かすために、図 4に示すように、スイッチング部 13のスイッチング素子 のコレクタ一ェミッタ間電圧 Vce30を抵抗 Rl、 R2で抵抗分割した電圧を、トランジス タ Q1を通過させた後 R3、C1で積分し第三の制御部 19の出力電圧 Vebm29とする
[0039] 一方、通常の電力制御は出力設定部 15で設定された出力電力に相当する基準電 圧 Vref26が第二の制御部 16で設定される。
[0040] Vebm29と Vref26はダイオード D1で結合され、結合した第一の制御部 14の出力 信号電圧 Vctrl24は無負荷運転時のような異常時は Vebm29が Vref26よりも低下 し通常時の制御対象である Vref 26から制御対象を変更してパワーダウンを行 、、マ グネトロンなどの部品保護を行う構成になっている。
[0041] 図 5は実際のフルパワー時の無負荷運転時における各部制御電圧の動きであるが 、この場合は、約 2分後以降 Vebmが Vrefを下回り、パワーダウンすることがわかる。
[0042] 以上のように、本実施の形態にぉ 、ては Vebmを Vrefとダイオードで結合すること により、無負荷運転時等の異常時に出力電力を低下させることができ、低コスト、省ス ペースでマグネトロン等の部品の保護を実現することができる。
[0043] また、本実施の形態の図 4中にある Q1をダイオードにすること、あるいは、 D1をトラ ンジスタ等に変更しても同様な効果を得ることができる。
[0044] (実施の形態 3)
図 6は、本発明の第 3の実施の形態におけるマグネトロン駆動用電源の要部回路図 を示すものである。
[0045] また、図 7は本発明の第 3の実施の形態におけるマグネトロン駆動用電源の出力電 力を切換えた場合の各制御電圧の振舞 、を示したグラフである。ここで出力電力 P1 0〜P4に向かって低下していくものとする。
[0046] 図 6において、構成は図 4から、 Q1のバイアス電圧を Vcc31から Vref26に変更し ただけである。
[0047] また、図 7中の Vebmlは実施の形態 2における Vebm29の出力電圧例を示し、 Ve bm2は実施の形態 3における Vebm29の出力電圧例を示している。
[0048] 以上のように構成されたマグネトロン駆動用電源について、以下その動作、作用を 説明する。
[0049] まず図 7に示すように、本発明の第 2の実施の形態においては出力電力の切換え にかかわらず、図 7に示した Vebmlのごとく第三の制御部 19の出力電圧 Vebm29 は一定である。しかしながら、 Q1のバイアス電圧を Vcc31から Vref26に変更するこ とで出力電力に応じた Vref26の変化に追従した Vebm29を得ることができる構成を 実現できる。
[0050] 以上のように、本実施の形態においては Vebmの制御部にあるトランジスタのバイ ァス電圧を当該制御回路の制御電圧から出力電力の変化に対して追従する Vrefの 電圧に変更することにより、出力電力に応じた Vrefの変化に追従した Vebmを得るこ とができる構成となり、異常保護の SZN比を向上することができる。
[0051] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。 本出願は、 2005年 1月 25日出願の日本特許出願、出願番号 2005-01645 8に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
産業上の利用可能性
[0052] 以上のように、本発明に力かるマグネトロン駆動用電源は、インバータの制御側で 信号を取り扱うことにより、低コスト、省スペースを具備しつつ無負荷運転時等の異常 状態を検出可能とすることが可能となるので、より低コストながら信頼性の高い、また 小型化を必要とする用途に適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] マイクロ波を供給するマグネトロンと、前記マグネトロンに高電圧を供給する高圧トラ ンスと、前記高圧トランスを高周波で駆動するスイッチング部と、前記スイッチング部 に駆動信号を与える第一の制御部と、前記第一の制御部に出力指令を出す第二の 制御部と、前記マグネトロンの発振閾値の低下に応じて出力指令を補正する第三の 制御部を備え、前記第三の制御部力 の信号に応じてパワーダウン制御を行う第一 の制御部を備えたマグネトロン駆動用電源。
[2] 基本の電力制御を前記高圧トランスの一次側に流れる入力電流に基づいて行う請求 項 1記載のマグネトロン駆動用電源。
[3] 前記マグネトロンの発振閾値の低下に比例する前記第三の制御部の制御要素を前 記スイッチング部のスイッチング素子のコレクターェミッタ間電圧に比例する制御要素 とした請求項 1または 2に記載のマグネトロン駆動用電源。
[4] 前記第三の制御部の制御要素である前記スイッチング部のスイッチング素子でのコ レクターェミッタ間電圧の分圧電圧と、前記第二の制御部からの基準信号をダイォー ドあるいはトランジスタで結合させ、前記第一の制御手段に入力しパワーダウンさせる 構成とした請求項 3記載のマグネトロン駆動用電源。
[5] 前記第三の制御部の制御要素である前記スイッチング部のスイッチング素子でのコ レクターェミッタ間電圧の分圧電圧を前記第二の制御部の基準電圧に応じて電圧を 可変させる構成を有した請求項 3または 4に記載のマグネトロン駆動用電源。
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