JP3666433B2 - マグネトロン駆動用電源 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子レンジなどのマグネトロンを負荷とするマグネトロン駆動用電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマグネトロン駆動用電源について図面を用いて説明する。図９は従来のマグネトロン駆動用電源の回路構成図である。第１及び第２の半導体スイッチ５、６の直列接続体はそれぞれ逆並列のダイオードが内蔵され接続されている。直列接続された第１及び第２の半導体スイッチ５、６は第１及び第２のダイオード３、４の直列接続体と並列接続している。第１及び第２のダイオード３、４にはそれぞれ第１及び第２のコンデンサ７、８が接続されており、第１及び第２のダイオードの３、４の接続点と第１及び第２の半導体スイッチ５、６の接続点の間に商用電源１、フィルタ２及び高圧トランス９が接続される構成となっている。高圧トランス９の２次巻き線出力は高圧整流回路１０に接続され、マグネトロン１１に直流高電圧を印可する。マグネトロン１１はこの直流高電圧により、２．４５ＧＨｚの電波を発生する。
【０００３】
制御手段１９は入力装置などの動作指令手段２３からの入力に応じて、マグネトロン１１の電波出力が所定値になるように第１及び第２の半導体スイッチ５、６の導通時間を決め、ドライブ手段１８を用いて第１及び第２の半導体スイッチ５、６の導通時間を制御している。また、制御手段１９は、マグネトロン駆動用電源の動作状態に応じて半導体スイッチの動作の開始・停止を行うインバータ動作許可手段１７を有している。更に、制御手段１９は、電圧検出手段１２により第１及び第２の半導体スイッチ５，６のコレクタ−エミッタ間電圧（Ｖｃｅ）、または第１及び第２の半導体スイッチ５、６の直列接続の両端電圧（Ｖｃｕ）を検出し、ＶｃｅまたはＶｃｕが所定値より大きい場合、ここでは第１の比較レベル１３より大きな入力があった場合に、比較手段１５の出力に従いインバータ動作許可手段１７により、発振手段１６の出力を止めることで、マグネトロン駆動用電源を安全に停止させている。ここで、Ｖｃｅが過電圧を生じる場合としては電源１が瞬時停電や雷サージなどの外的要因により急激に変化する場合などが考えられる。また、過電圧を検出するレベルとしては半導体スイッチの許容電圧の８０％程度のレベルに設定される。
【０００４】
図１０はインバータの各期間における電流が流れる経路を示した図であり、図１１はそれに対応した動作波形図である。商用電源１の極性が図示の状態で第２の半導体スイッチ６がオン状態から説明を始める。この状態では図１０（ａ）に示す様に商用電源１→フィルタ２→高圧トランス９の一次巻き線→第２の半導体スイッチ６→第２の整流ダイオード４の経路で電流が流れる（図１１中のＩ６参照）。この動作により、マグネトロン１１にエネルギーが伝達されるとともに、高圧トランス９の一次巻き線にエネルギーが蓄積されることになる。続いて、第２の半導体スイッチ６を所定の時間でオフすると、高圧トランス９の一次巻き線電流は同一方向に流れるため、図１０（ｂ）に示すように商用電源１→フィルタ２→高圧トランス９の一次巻き線→第１の半導体スイッチ５内のダイオード→第１のコンデンサ７の経路で高圧トランス９のエネルギーを第１のコンデンサ７に充電する。この動作により、第１のコンデンサ７には商用電源１の電圧を昇圧した電圧が蓄えられる。高圧トランス９の一次巻き線に蓄えられたエネルギーを全て放出すると、図１０（ｃ）の経路が形成され、第１のコンデンサ７の充電したエネルギーを、第１のコンデンサ７→第１の半導体スイッチ５→高圧トランス９の一次巻き線→商用電源１の経路で取り出す。そして、第１の半導体スイッチ５を所定の時間でオフすると、高圧トランスの一次巻き線は同一方向に電流を流すため、図１０（ｄ）のように高圧トランス９の一次巻き線→商用電源１→第２のコンデンサ８→第２の半導体スイッチ６内のダイオードの経路で電流が流れる。商用電源１の電圧極性が図１０と逆極性の場合は第１及び第２の半導体スイッチ５、６、第１及び第２のダイオード３、４及び第１及び第２のコンデンサ７、８の動作を入れ替えるだけで同様の動作をする。この一連の動作を２０〜５０ｋＨｚで高周波動作させることにより、必要な出力を得ることになる。
【０００５】
ここで、第１及び第２の半導体スイッチ５、６のコレクタ−エミッタ間電圧（Ｖｃｅ）は第１及び第２のコンデンサ７、８のクランプ作用により、０Ｖとクランプ電圧とを駆動周波数で行き来する（図１１：Ｖ５，Ｖ６参照）。ここで、第１の半導体スイッチ５のコレクタ端子と第２半導体スイッチ６のエミッタ端子間の電圧（Ｖｃｕ）を見ると、各々の半導体スイッチのコレクタ−エミッタ間電圧が現れるためにほぼ一定値をとることになる。よって、このＶｃｕ値を検出することで、第１及び第２の半導体スイッチ５、６に現れる過電圧状態を検出ことが可能となる。
【０００６】
図１２にこの構成で過電圧検知を行う場合の波形図を記す。従来のマグネトロン駆動用電源を１００〜１２０Ｖ電源に用いる場合では、図１０に示すように、起動前のＶｃｕ発生電圧（最大３００〜３８０Ｖ程度）が起動後のＶｃｕ発生電圧（最大４００〜４８０Ｖ程度）より低い。そこで、過電圧の検知レベルを起動後の発生電圧の最大値よりやや高めに設定することで、素早く過電圧検知を行うことが可能となる。ここで、起動前のＶｃｕの電圧が電源電圧より大きいのは、電源、第１及び第２の半導体スイッチ５，６内のダイオード、第１及び第２のコンデンサ７、８により倍電圧整流回路が形成され、最大：電源電圧のピーク値の２倍の電圧が生じるためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のマグネトロン駆動用電源を２００Ｖ系の電源（２００〜２４０Ｖ電源）に使用する場合に、起動前のＶｃｅ発生電圧（最大６００〜７５０Ｖ程度）が起動後のＶｃｅ発生電圧（最大５００〜６００Ｖ程度）より高くなることになる。そこで、過電圧基準値を起動前のＶｃｅ電圧から決定すると過電圧基準レベルを８００Ｖ以上で設定することになり、通常用いられる９００Ｖクラスの半導体スイッチに対して耐圧余裕が少なくなる問題が生じる。特に、瞬時停電からの復帰時や雷サージ発生時等の電源電圧変動時においては、電源変動中に半導体スイッチの発生電圧が上昇する場合があり、耐圧破壊を引き起こす可能性が生じる。具体的には、電源変動が生じた場合に最初の発生電圧が７２０Ｖ、次の周期の発生電圧が９５０Ｖに達し、半導体スイッチの耐圧破壊に至る可能性が生じることになる。一方、耐圧が１０００Ｖ以上の半導体スイッチを用いると、コストアップ要因となるとともに半導体スイッチの損失増加につながり冷却構成等の見直しが必要になるなど問題が生じる。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するもので、２００Ｖ系電源を使用する場合においても、電源変動に強く安定した動作が可能なマグネトロン駆動用電源を提供することを目的としている。
【０００９】
【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は、それぞれに逆並列のダイオードを備えた第１及び第２の半導体スイッチの直列接続体と、前記第１及び第２の半導体スイッチに並列接続され、前記第１及び第２の半導体スイッチが備えている前記逆並列のダイオードと同一方向に配置された第１及び第２のダイオードの直列接続体と、前記第１及び第２のダイオードに各々並列に接続される第１及び第２のコンデンサと、前記第１及び第２の半導体スイッチの接続点と第１及び第２のダイオードの接続点間に接続され、互いに直列に接続される商用電源及び高圧トランスの１次巻き線と、前記第１及び第２の半導体スイッチの発生電圧を検出する電圧検出手段と、前記高圧トランスの２次側出力に接続される高圧整流回路及びマグネトロンと、前記第１及び第２の半導体スイッチを制御し、かつ、前記電圧検出手段の検出した電圧が過電圧設定値よりも大きい場合には第１及び第２の半導体スイッチの動作の禁止を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、起動後の前記過電圧設定値を、起動前の前記過電圧設定値よりも引き下げることを特徴とするマグネトロン駆動用電源としている。
【００１０】
これにより、２００Ｖ系の電源であっても動作中に生じる電源の変動に対し機敏に検出することができ、半導体スイッチの耐圧破壊を未然に防ぐことが可能となり、電源電圧変動に強いマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に係わる本発明は、それぞれに逆並列のダイオードを備えた第１及び第２の半導体スイッチの直列接続体と、前記第１及び第２の半導体スイッチに並列接続され、前記第１及び第２の半導体スイッチが備えている前記逆並列のダイオードと同一方向に配置された第１及び第２のダイオードの直列接続体と、前記第１及び第２のダイオードに各々並列に接続される第１及び第２のコンデンサと、前記第１及び第２の半導体スイッチの接続点と第１及び第２のダイオードの接続点間に接続され、互いに直列に接続される商用電源及び高圧トランスの１次巻き線と、前記第１及び第２の半導体スイッチの発生電圧を検出する電圧検出手段と、前記高圧トランスの２次側出力に接続される高圧整流回路及びマグネトロンと、前記第１及び第２の半導体スイッチを制御し、かつ、前記電圧検出手段の検出した電圧が過電圧設定値よりも大きい場合には第１及び第２の半導体スイッチの動作の禁止を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、起動後の前記過電圧設定値を、起動前の前記過電圧設定値よりも引き下げることを特徴とするマグネトロン駆動用電源としている。
【００１２】
これにより、２００Ｖ系の電源であっても動作中に生じる電源の変動に対し機敏に検出することができ、半導体スイッチの耐圧破壊を未然に防ぐことが可能となり、電源電圧変動に強いマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００１３】
請求項２に係わる本発明は、前記制御手段は、発振手段を有し、かつ、前記電圧検出手段の検出した電圧と起動前の過電圧設定値を比較し、商用電源の電圧が過電圧状態でないと判断した場合には、前記制御手段は発振手段の発振を許可するとともに、前記発振手段 が発振することを許可する発振指令に同期して、起動後の前記過電圧設定値を起動前の前記過電圧設定値よりも引き下げることを特徴とするマグネトロン駆動用電源としている。
【００１４】
これにより、検知レベルの引き下げ、引き上げをスムーズに行うことが可能となり、半導体スイッチの耐圧破壊などの電源電圧変動に起因する故障が生じないマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
本発明の実施例１について図面を参照しながら説明する。本実施例は請求項１に係わる。
【００１６】
図１は本実施例のマグネトロン駆動用電源の回路構成を示す図である。第１及び第２の半導体スイッチ５、６の直列接続体はそれぞれ逆並列のダイオードが接続されている。直列接続された第１及び第２の半導体スイッチ５、６は第１及び第２のダイオード３、４の直列接続体と並列接続している。第１及び第２のダイオード３、４にはそれぞれ第１及び第２のコンデンサ７、８が接続されており、第１及び第２のダイオードの３、４の接続点と第１及び第２の半導体スイッチ５、６の接続点の間に商用電源１、フィルタ２及び高圧トランス９が接続される構成となっている。高圧トランス９の２次巻き線出力は高圧整流回路１０に接続され、マグネトロン１１に直流高電圧を印可する。マグネトロン１１はこの直流高電圧によって２．４５ＧＨｚの電波を発生する。なお、本実施例では電源１としては２００Ｖ系電源すなわち２００〜２４０Ｖの商用電源を想定している。
【００１７】
制御手段１９は入力装置などの動作指令手段２３からの入力に応じて、マグネトロン１１の電波出力が所定値になるように第１及び第２の半導体スイッチ５、６の導通時間を決め、ドライブ手段１８を用いて第１及び第２の半導体スイッチ５、６の導通時間を制御している。また、制御手段１９は、マグネトロン駆動用電源の動作状態に応じて、動作指令手段２３とは独立して半導体スイッチの動作の禁止を行うインバータ動作許可手段１７を有している。更に、制御手段１９は、電圧検出手段１２により第１及び第２の半導体スイッチ５，６のコレクタ−エミッタ間電圧（Ｖｃｅ）、または第１及び第２の半導体スイッチ５、６の直列接続の両端電圧（Ｖｃｕ）を検出し、ＶｃｅまたはＶｃｕが設定値より大きい場合には、比較手段１５の出力に従いインバータ動作許可手段１７により、発振手段１６の出力を停止させる。ここで、Ｖｃｕの過電圧設置値としては第１の比較レベル１３及び第２の比較レベル１４があり、起動前は第１の比較レベル１３で設定される値を、動作中には第２の比較レベル１４で設定される値を用いている。
【００１８】
図２は本実施例における過電圧検出時の動作波形を示している。本実施例は、動作時の第１及び第２の半導体スイッチ５，６のコレクタ−エミッタ間の発生電圧（ＶｃｅまたはＶｃｕ）の最大値が起動前のＶｃｅまたはＶｃｕ最大電圧よりも低くなる、２００Ｖ系の商用電源（２００〜２４０Ｖ）の場合を示している。起動前のＶｃｕの最大電圧は、第１及び第２のコンデンサ７、８と第１及び第２の半導体スイッチ５、６内のダイオードにより形成される倍電圧整流回路の作用により、電源電圧の最大値の２倍になる。すなわち、起動前のＶｃｕの最大値は６００〜７２０Ｖに達する。この起動前の状態では、ＶｃｅまたはＶｃｕの最大電圧を第１の比較レベル１３と比較することで電源１の電圧が正常であるかを確認することができる。次に、起動後第１及び第２の半導体スイッチ５、６が動作を始めるとＶｃｕは急激に下がりはじめ、マグネトロン発振前で４００Ｖ前後、発振後で５００Ｖ前後の最大電圧に低下する。そこで、制御手段１９はＶｃｅまたはＶｃｕの最大電圧が十分下がった段階で、電圧検知レベルを第２の比較レベル１４まで引き下げる。このことにより、電源１の電圧異常などにより半導体スイッチに異常電圧が発生した場合に、発生電圧がより低い状態での検出が可能となる。このことにより、半導体スイッチの耐圧破壊が未然に防ぎかつ電源異常も早急に検知することが可能となる。なお、動作が終了した場合には、検知レベルを第１の比較レベル１３に戻して、次の動作に備える必要がある。
【００１９】
なお、電源１の電圧が１００Ｖ系の場合には、特に過電圧検知レベルを切り替える必要はないが、切り替えを行う場合には、起動前の異常電圧検知レベルである第１の比較レベル１３に対して、起動後の過電圧検知レベルである第２の比較レベル１４を引き上げることになる。
【００２０】
以上のように本実施例によれば、２００Ｖ系の電源であっても動作中に生じる電源の変動に対し機敏に検出することができるため、半導体スイッチの耐圧破壊を未然に防ぐことが可能となり、電源電圧変動に強いマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００２１】
（実施例２）
本発明のマグネトロン駆動用電源の実施例２について図面を参照しながら説明する。本実施例は請求項２に係わる。
【００２２】
図３は本実施例のマグネトロン駆動用電源の回路構成を示す図である。本実施例の構成が実施例１と異なるのは第１の比較レベル１３から第２の比較レベル１４への切り替えがインバータ動作許可手段１７に同期して行われる点である。
【００２３】
図４は本実施例の動作を示す波形である。本実施例においても電源１としては２００Ｖ系電源すなわち２００〜２４０Ｖの商用電源を想定している。制御手段１９は入力装置などの動作指令手段２３からの入力を受け、電源１の電圧が過電圧状態にないことを電圧検知手段１２の出力と第１の比較レベル１３を比較手段１５で比較した後、インバータ動作許可手段１７を通じて発振手段１６の発振を許可する。この際、制御手段１９は、インバータ動作許可手段１７の発振指令に同期して、比較手段１５の比較対照を第２の比較レベル１４に設定することで、比較レベルを引き下げる。ここで、電源１の異常などによりＶｃｅまたはＶｃｕに過電圧が生じた場合には、比較手段１５の出力を受けインバータ動作許可手段１７により発振手段１６の発振を停止させる。この際、インバータ動作許可手段１７の出力状態の変化により、第１の比較レベル１３が再び選択されることになる。この後、制御手段１９は動作指令手段２３からの入力が継続しており、かつ電源１の電圧が正常である場合には、再起動を行うためインバータ動作許可手段１７の信号は発振手段１６の発振を再開させる。この際、再び第２の比較レベル１４が選択されることになる。このように、インバータ動作許可手段１７の動作に同期させることで比較レベルの遷移がスムーズに行われ、切り替えタイミングのずれ等による不必要な停止状態が生じないことになる。
【００２４】
以上のように本実施例によれば、過電圧検出値を制御手段１９の動作命令に同期して可変させることにより、検知レベルの引き下げ、引き上げをスムーズに行うことが可能となり、半導体スイッチの耐圧破壊などの電源電圧の変動に起因する故障の生じないマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００２５】
（実施例３）
本発明の実施例３について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図５は本実施例のマグネトロン駆動用電源の回路構成を示す図である。本実施例の構成が実施例１と異なるのは起動前に電源電圧を電圧検出手段１２で検出し、その電圧値に応じて第２の比較レベル１４を決定ている点である。本実施例においても電源１としては２００Ｖ系電源すなわち２００〜２４０Ｖの商用電源を想定している。
【００２７】
図６は本実施例における制御手段１９の制御手順を示したフロチャート図である。まずＳｔｅｐ１でスイッチなどの外部入力手段の信号を受け、動作指令手段２３により制御手段１９に対して動作指令を行う。次にＳｔｅｐ２で過電圧検知レベルを起動前の過電圧検知レベル（第１の比較レベル１３）に設定し、起動前の電源電圧を読み込みを行い、続いてＳｔｅｐ３で電源電圧が過電圧状態であるかを判断する。ここで電源が過電圧状態である場合には、Ｓｔｅｐ９に移行して検知回数を確認し、Ｓｔｅｐ１に戻り再び同じ動作を繰り返すことになる。Ｓｔｅｐ９への移行が設定回数連続して行われた場合は電源が異常状態であると判断して、Ｓｔｅｐ１０へ移行して動作を終了させる。一方、電源電圧に過電圧状態が見られない場合にはＳｔｅｐ４へ移行し、インバータ動作許可手段１７を動作許可状態にし、第１及び第２の半導体スイッチ５、６を動作させるとともにＳｔｅｐ２で検知した電源電圧の値により決定した第２の比較レベル１４の値に過電圧検知レベルを設定し、Ｓｔｅｐ５へ移行する。Ｓｔｅｐ５では制御手段１９は動作中に電圧検知手段１２の出力が第２の比較レベル１４を超えないかを比較手段１５で常に比較し、過電圧を検出した際にはＳｔｅｐ８に移行し、インバータ動作許可手段１７を動作禁止状態にすることで発振手段１６の動作を停止させるとともに過電圧検知レベルを第１の比較レベル１３に戻し、Ｓｔｅｐ９へ移行する。Ｓｔｅｐ９では検知回数を確認し、設定回数の検知が行われれば電源異常状態と判断してＳｔｅｐ１０へ移行し動作を終了させる。また、Ｓｔｅｐ９において設定回数の検知がなければ再びＳｔｅｐ１へ戻り、Ｓｔｅｐ１から動作を再び行うことになる。一方、Ｓｔｅｐ５においてＶｃｕの過電圧が検出されなければ、Ｓｔｅｐ６の動作指令終了の入力があるまで動作を継続し、動作終了の入力を受けてＳｔｅｐ７へ移行する。Ｓｔｅｐ７ではインバータ動作許可手段１７の動作を停止させ、検知レベルを第１の比較レベル１３に戻し、Ｓｔｅｐ１０へ移行して動作を終了させる。このように、電源１の電圧に対応して過電圧検知の設定値を変えることで、電源１の電圧異常などにより半導体スイッチに異常電圧が発生した場合に、発生電圧がより適切な値での検出が可能となる。このことにより、半導体スイッチの耐圧破壊が未然に防ぎかつ電源異常も早急に検知することが可能となる。
【００２８】
以上の様に本実施例によれば、過電圧検出値を起動前の電圧に応じて可変させることにより、それぞれの電源事情に応じて過電圧レベルを設定することが可能となり、より精度の高い過電圧検知が可能となり、半導体スイッチの耐圧破壊などの電源電圧の変動に起因する故障の生じないマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００２９】
（実施例４）
本発明の実施例４について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図７は本実施例のマグネトロン駆動用電源の回路構成を示す図である。本実施例の構成が実施例１と異なるのは、入力電力指定手段２０に応じてＶｃｕの過電圧検出レベルである第２の比較レベル１４を変えている点である。本実施例においても電源１としては２００Ｖ系電源すなわち２００〜２４０Ｖの商用電源を想定している。
【００３１】
図８は本実施例における制御手段１９の制御手順を記したフロチャートである。まずＳｔｅｐ１ではスイッチなどの外部入力手段を受け、動作指令手段２３は制御手段１９に動作指令を行う。次にＳｔｅｐ２で過電圧検知レベルを起動前の過電圧検知レベル（第１の比較レベル１３）に設定し、起動前の電源電圧を読み込みを行い、続いてＳｔｅｐ３で電源電圧が過電圧状態であるかを判断する。ここで電源１が過電圧状態にある場合にはＳｔｅｐ１１に移行して検知回数を確認し、Ｓｔｅｐ１に戻り再び同じ動作を繰り返すことになる。Ｓｔｅｐ１１への移行が設定回数行われた場合は電源が異常状態であると判断して、Ｓｔｅｐ１２へ移行して動作を停止させる。一方、電源電圧が正常な場合にはＳｔｅｐ４へ移行し、インバータ動作許可手段１７を動作許可状態にして、第１及び第２の半導体スイッチ５、６を動作させるとともに、入力電力指令値２０により決まる第２の比較レベル１４を過電圧の設定値として、Ｓｔｅｐ５へ移行する。Ｓｔｅｐ５では、制御手段１９は動作中に電圧検知手段１２の出力が第２の比較レベル１４を超えないかを比較手段１５で常に比較し、過電圧を検出した際にはＳｔｅｐ１０に移行し、インバータ動作許可手段１７を動作禁止状態とすることで動作を停止させるとともに、過電圧検知レベルを第１の比較レベル１３に戻し、Ｓｔｅｐ１１へ移行する。Ｓｔｅｐ１１では検知回数を確認し、設定回数の検知が行われれば電源異常状態と判断してＳｔｅｐ１２へ移行し、動作を終了させる。また、設定回数の検知がなければ再びＳｔｅｐ１へ戻り、Ｓｔｅｐ１から動作を行うことになる。一方、Ｓｔｅｐ５においてＶｃｅまたはＶｃｕの過電圧が検出されなければ、Ｓｔｅｐ６へ移行し入力電流指定手段２０の指定値に変更があるかを確認し、指定値に変更があればＳｔｅｐ７は移行し第２の比較レベル１４を電流指令値に応じた設定値に変更し、過電圧検知を引き続き行う。この過電圧検知はＳｔｅｐ８で動作指令終了の入力があるまで継続される。Ｓｔｅｐ８ではインバータ動作許可手段１７の動作を停止させ、検知レベルを第１の比較レベル１３に戻し、Ｓｔｅｐ１１２へ移行して動作を終了させる。このように、入力電力設定手段２０の指令値に対応して過電圧検知の設定値を変えることで、電源１の電圧異常などにより半導体スイッチに異常電圧が発生した場合に、発生電圧がより適切な値での検出が可能となる。このことにより、半導体スイッチの耐圧破壊が未然に防ぎかつ電源異常も早急に検知することが可能となる。
【００３２】
以上より本実施例によれば、過電圧検出値を入力電流の設定値により可変させることにより、各電流値で発生するＶｃｅに併せて過電圧検出レベルを決めることができ、低電力時でも精度よく電源電圧変動を検知することが可能となり、半導体スイッチの耐圧破壊などの電源電圧の変動に起因する故障の生じないマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜２に記載の発明によれば、２００Ｖ系の電源であっても動作中に生じる電源の変動に対し機敏に検出することができ、半導体スイッチの耐圧破壊を未然に防ぐことが可能となり、電源電圧変動に強いマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１のマグネトロン駆動用電源の回路図
【図２】 本発明の実施例１のマグネトロン駆動用電源の動作波形図
【図３】 本発明の実施例２のマグネトロン駆動用電源の回路図
【図４】 本発明の実施例２のマグネトロン駆動用電源の動作波形図
【図５】 本発明の実施例３のマグネトロン駆動用電源の回路図
【図６】 本発明の実施例３のマグネトロン駆動用電源の制御手段の動作フローチャート
【図７】 本発明の実施例４のマグネトロン駆動用電源の回路図
【図８】 本発明の実施例４のマグネトロン駆動用電源の制御手段の動作フローチャート
【図９】 従来のマグネトロン駆動用電源の回路図
【図１０】 従来のマグネトロン駆動電源の動作経路図
【図１１】 従来のマグネトロン駆動用電源の半導体スイッチの動作波形図
【図１２】 従来のマグネトロン駆動用電源の動作波形図
【符号の説明】
１ 電源
２ フィルタ
３ 第１のダイオード
４ 第２のダイオード
５ 第１の半導体スイッチ
６ 第２の半導体スイッチ
７ 第１のコンデンサ
８ 第２のコンデンサ
９ 高周波トランス
１０ 高圧整流回路
１１ マグネトロン
１２ 電圧検知手段
１３ 第１の比較レベル
１４ 第２の比較レベル
１５ 比較手段
１６ 発振手段
１７ インバータ動作許可手段
１８ ドライブ手段
１９ 制御手段
２０ 入力電流指定手段
２３ 動作指令手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子レンジなどのマグネトロンを負荷とするマグネトロン駆動用電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマグネトロン駆動用電源について図面を用いて説明する。図９は従来のマグネトロン駆動用電源の回路構成図である。第１及び第２の半導体スイッチ５、６の直列接続体はそれぞれ逆並列のダイオードが内蔵され接続されている。直列接続された第１及び第２の半導体スイッチ５、６は第１及び第２のダイオード３、４の直列接続体と並列接続している。第１及び第２のダイオード３、４にはそれぞれ第１及び第２のコンデンサ７、８が接続されており、第１及び第２のダイオードの３、４の接続点と第１及び第２の半導体スイッチ５、６の接続点の間に商用電源１、フィルタ２及び高圧トランス９が接続される構成となっている。高圧トランス９の２次巻き線出力は高圧整流回路１０に接続され、マグネトロン１１に直流高電圧を印可する。マグネトロン１１はこの直流高電圧により、２．４５ＧＨｚの電波を発生する。
【０００３】
制御手段１９は入力装置などの動作指令手段２３からの入力に応じて、マグネトロン１１の電波出力が所定値になるように第１及び第２の半導体スイッチ５、６の導通時間を決め、ドライブ手段１８を用いて第１及び第２の半導体スイッチ５、６の導通時間を制御している。また、制御手段１９は、マグネトロン駆動用電源の動作状態に応じて半導体スイッチの動作の開始・停止を行うインバータ動作許可手段１７を有している。更に、制御手段１９は、電圧検出手段１２により第１及び第２の半導体スイッチ５，６のコレクタ−エミッタ間電圧（Ｖｃｅ）、または第１及び第２の半導体スイッチ５、６の直列接続の両端電圧（Ｖｃｕ）を検出し、ＶｃｅまたはＶｃｕが所定値より大きい場合、ここでは第１の比較レベル１３より大きな入力があった場合に、比較手段１５の出力に従いインバータ動作許可手段１７により、発振手段１６の出力を止めることで、マグネトロン駆動用電源を安全に停止させている。ここで、Ｖｃｅが過電圧を生じる場合としては電源１が瞬時停電や雷サージなどの外的要因により急激に変化する場合などが考えられる。また、過電圧を検出するレベルとしては半導体スイッチの許容電圧の８０％程度のレベルに設定される。
【０００４】
図１０はインバータの各期間における電流が流れる経路を示した図であり、図１１はそれに対応した動作波形図である。商用電源１の極性が図示の状態で第２の半導体スイッチ６がオン状態から説明を始める。この状態では図１０（ａ）に示す様に商用電源１→フィルタ２→高圧トランス９の一次巻き線→第２の半導体スイッチ６→第２の整流ダイオード４の経路で電流が流れる（図１１中のＩ６参照）。この動作により、マグネトロン１１にエネルギーが伝達されるとともに、高圧トランス９の一次巻き線にエネルギーが蓄積されることになる。続いて、第２の半導体スイッチ６を所定の時間でオフすると、高圧トランス９の一次巻き線電流は同一方向に流れるため、図１０（ｂ）に示すように商用電源１→フィルタ２→高圧トランス９の一次巻き線→第１の半導体スイッチ５内のダイオード→第１のコンデンサ７の経路で高圧トランス９のエネルギーを第１のコンデンサ７に充電する。この動作により、第１のコンデンサ７には商用電源１の電圧を昇圧した電圧が蓄えられる。高圧トランス９の一次巻き線に蓄えられたエネルギーを全て放出すると、図１０（ｃ）の経路が形成され、第１のコンデンサ７の充電したエネルギーを、第１のコンデンサ７→第１の半導体スイッチ５→高圧トランス９の一次巻き線→商用電源１の経路で取り出す。そして、第１の半導体スイッチ５を所定の時間でオフすると、高圧トランスの一次巻き線は同一方向に電流を流すため、図１０（ｄ）のように高圧トランス９の一次巻き線→商用電源１→第２のコンデンサ８→第２の半導体スイッチ６内のダイオードの経路で電流が流れる。商用電源１の電圧極性が図１０と逆極性の場合は第１及び第２の半導体スイッチ５、６、第１及び第２のダイオード３、４及び第１及び第２のコンデンサ７、８の動作を入れ替えるだけで同様の動作をする。この一連の動作を２０〜５０ｋＨｚで高周波動作させることにより、必要な出力を得ることになる。
【０００５】
ここで、第１及び第２の半導体スイッチ５、６のコレクタ−エミッタ間電圧（Ｖｃｅ）は第１及び第２のコンデンサ７、８のクランプ作用により、０Ｖとクランプ電圧とを駆動周波数で行き来する（図１１：Ｖ５，Ｖ６参照）。ここで、第１の半導体スイッチ５のコレクタ端子と第２半導体スイッチ６のエミッタ端子間の電圧（Ｖｃｕ）を見ると、各々の半導体スイッチのコレクタ−エミッタ間電圧が現れるためにほぼ一定値をとることになる。よって、このＶｃｕ値を検出することで、第１及び第２の半導体スイッチ５、６に現れる過電圧状態を検出ことが可能となる。
【０００６】
図１２にこの構成で過電圧検知を行う場合の波形図を記す。従来のマグネトロン駆動用電源を１００〜１２０Ｖ電源に用いる場合では、図１０に示すように、起動前のＶｃｕ発生電圧（最大３００〜３８０Ｖ程度）が起動後のＶｃｕ発生電圧（最大４００〜４８０Ｖ程度）より低い。そこで、過電圧の検知レベルを起動後の発生電圧の最大値よりやや高めに設定することで、素早く過電圧検知を行うことが可能となる。ここで、起動前のＶｃｕの電圧が電源電圧より大きいのは、電源、第１及び第２の半導体スイッチ５，６内のダイオード、第１及び第２のコンデンサ７、８により倍電圧整流回路が形成され、最大：電源電圧のピーク値の２倍の電圧が生じるためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のマグネトロン駆動用電源を２００Ｖ系の電源（２００〜２４０Ｖ電源）に使用する場合に、起動前のＶｃｅ発生電圧（最大６００〜７５０Ｖ程度）が起動後のＶｃｅ発生電圧（最大５００〜６００Ｖ程度）より高くなることになる。そこで、過電圧基準値を起動前のＶｃｅ電圧から決定すると過電圧基準レベルを８００Ｖ以上で設定することになり、通常用いられる９００Ｖクラスの半導体スイッチに対して耐圧余裕が少なくなる問題が生じる。特に、瞬時停電からの復帰時や雷サージ発生時等の電源電圧変動時においては、電源変動中に半導体スイッチの発生電圧が上昇する場合があり、耐圧破壊を引き起こす可能性が生じる。具体的には、電源変動が生じた場合に最初の発生電圧が７２０Ｖ、次の周期の発生電圧が９５０Ｖに達し、半導体スイッチの耐圧破壊に至る可能性が生じることになる。一方、耐圧が１０００Ｖ以上の半導体スイッチを用いると、コストアップ要因となるとともに半導体スイッチの損失増加につながり冷却構成等の見直しが必要になるなど問題が生じる。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するもので、２００Ｖ系電源を使用する場合においても、電源変動に強く安定した動作が可能なマグネトロン駆動用電源を提供することを目的としている。
【０００９】
【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は、それぞれに逆並列のダイオードを備えた第１及び第２の半導体スイッチの直列接続体と、前記第１及び第２の半導体スイッチに並列接続され、前記第１及び第２の半導体スイッチが備えている前記逆並列のダイオードと同一方向に配置された第１及び第２のダイオードの直列接続体と、前記第１及び第２のダイオードに各々並列に接続される第１及び第２のコンデンサと、前記第１及び第２の半導体スイッチの接続点と第１及び第２のダイオードの接続点間に接続され、互いに直列に接続される商用電源及び高圧トランスの１次巻き線と、前記第１及び第２の半導体スイッチの発生電圧を検出する電圧検出手段と、前記高圧トランスの２次側出力に接続される高圧整流回路及びマグネトロンと、前記第１及び第２の半導体スイッチを制御し、かつ、前記電圧検出手段の検出した電圧が過電圧設定値よりも大きい場合には第１及び第２の半導体スイッチの動作の禁止を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、起動後の前記過電圧設定値を、起動前の前記過電圧設定値よりも引き下げることを特徴とするマグネトロン駆動用電源としている。
【００１０】
これにより、２００Ｖ系の電源であっても動作中に生じる電源の変動に対し機敏に検出することができ、半導体スイッチの耐圧破壊を未然に防ぐことが可能となり、電源電圧変動に強いマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に係わる本発明は、それぞれに逆並列のダイオードを備えた第１及び第２の半導体スイッチの直列接続体と、前記第１及び第２の半導体スイッチに並列接続され、前記第１及び第２の半導体スイッチが備えている前記逆並列のダイオードと同一方向に配置された第１及び第２のダイオードの直列接続体と、前記第１及び第２のダイオードに各々並列に接続される第１及び第２のコンデンサと、前記第１及び第２の半導体スイッチの接続点と第１及び第２のダイオードの接続点間に接続され、互いに直列に接続される商用電源及び高圧トランスの１次巻き線と、前記第１及び第２の半導体スイッチの発生電圧を検出する電圧検出手段と、前記高圧トランスの２次側出力に接続される高圧整流回路及びマグネトロンと、前記第１及び第２の半導体スイッチを制御し、かつ、前記電圧検出手段の検出した電圧が過電圧設定値よりも大きい場合には第１及び第２の半導体スイッチの動作の禁止を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、起動後の前記過電圧設定値を、起動前の前記過電圧設定値よりも引き下げることを特徴とするマグネトロン駆動用電源としている。
【００１２】
これにより、２００Ｖ系の電源であっても動作中に生じる電源の変動に対し機敏に検出することができ、半導体スイッチの耐圧破壊を未然に防ぐことが可能となり、電源電圧変動に強いマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００１３】
請求項２に係わる本発明は、前記制御手段は、発振手段を有し、かつ、前記電圧検出手段の検出した電圧と起動前の過電圧設定値を比較し、商用電源の電圧が過電圧状態でないと判断した場合には、前記制御手段は発振手段の発振を許可するとともに、前記発振手段 が発振することを許可する発振指令に同期して、起動後の前記過電圧設定値を起動前の前記過電圧設定値よりも引き下げることを特徴とするマグネトロン駆動用電源としている。
【００１４】
これにより、検知レベルの引き下げ、引き上げをスムーズに行うことが可能となり、半導体スイッチの耐圧破壊などの電源電圧変動に起因する故障が生じないマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
本発明の実施例１について図面を参照しながら説明する。本実施例は請求項１に係わる。
【００１６】
図１は本実施例のマグネトロン駆動用電源の回路構成を示す図である。第１及び第２の半導体スイッチ５、６の直列接続体はそれぞれ逆並列のダイオードが接続されている。直列接続された第１及び第２の半導体スイッチ５、６は第１及び第２のダイオード３、４の直列接続体と並列接続している。第１及び第２のダイオード３、４にはそれぞれ第１及び第２のコンデンサ７、８が接続されており、第１及び第２のダイオードの３、４の接続点と第１及び第２の半導体スイッチ５、６の接続点の間に商用電源１、フィルタ２及び高圧トランス９が接続される構成となっている。高圧トランス９の２次巻き線出力は高圧整流回路１０に接続され、マグネトロン１１に直流高電圧を印可する。マグネトロン１１はこの直流高電圧によって２．４５ＧＨｚの電波を発生する。なお、本実施例では電源１としては２００Ｖ系電源すなわち２００〜２４０Ｖの商用電源を想定している。
【００１７】
制御手段１９は入力装置などの動作指令手段２３からの入力に応じて、マグネトロン１１の電波出力が所定値になるように第１及び第２の半導体スイッチ５、６の導通時間を決め、ドライブ手段１８を用いて第１及び第２の半導体スイッチ５、６の導通時間を制御している。また、制御手段１９は、マグネトロン駆動用電源の動作状態に応じて、動作指令手段２３とは独立して半導体スイッチの動作の禁止を行うインバータ動作許可手段１７を有している。更に、制御手段１９は、電圧検出手段１２により第１及び第２の半導体スイッチ５，６のコレクタ−エミッタ間電圧（Ｖｃｅ）、または第１及び第２の半導体スイッチ５、６の直列接続の両端電圧（Ｖｃｕ）を検出し、ＶｃｅまたはＶｃｕが設定値より大きい場合には、比較手段１５の出力に従いインバータ動作許可手段１７により、発振手段１６の出力を停止させる。ここで、Ｖｃｕの過電圧設置値としては第１の比較レベル１３及び第２の比較レベル１４があり、起動前は第１の比較レベル１３で設定される値を、動作中には第２の比較レベル１４で設定される値を用いている。
【００１８】
図２は本実施例における過電圧検出時の動作波形を示している。本実施例は、動作時の第１及び第２の半導体スイッチ５，６のコレクタ−エミッタ間の発生電圧（ＶｃｅまたはＶｃｕ）の最大値が起動前のＶｃｅまたはＶｃｕ最大電圧よりも低くなる、２００Ｖ系の商用電源（２００〜２４０Ｖ）の場合を示している。起動前のＶｃｕの最大電圧は、第１及び第２のコンデンサ７、８と第１及び第２の半導体スイッチ５、６内のダイオードにより形成される倍電圧整流回路の作用により、電源電圧の最大値の２倍になる。すなわち、起動前のＶｃｕの最大値は６００〜７２０Ｖに達する。この起動前の状態では、ＶｃｅまたはＶｃｕの最大電圧を第１の比較レベル１３と比較することで電源１の電圧が正常であるかを確認することができる。次に、起動後第１及び第２の半導体スイッチ５、６が動作を始めるとＶｃｕは急激に下がりはじめ、マグネトロン発振前で４００Ｖ前後、発振後で５００Ｖ前後の最大電圧に低下する。そこで、制御手段１９はＶｃｅまたはＶｃｕの最大電圧が十分下がった段階で、電圧検知レベルを第２の比較レベル１４まで引き下げる。このことにより、電源１の電圧異常などにより半導体スイッチに異常電圧が発生した場合に、発生電圧がより低い状態での検出が可能となる。このことにより、半導体スイッチの耐圧破壊が未然に防ぎかつ電源異常も早急に検知することが可能となる。なお、動作が終了した場合には、検知レベルを第１の比較レベル１３に戻して、次の動作に備える必要がある。
【００１９】
なお、電源１の電圧が１００Ｖ系の場合には、特に過電圧検知レベルを切り替える必要はないが、切り替えを行う場合には、起動前の異常電圧検知レベルである第１の比較レベル１３に対して、起動後の過電圧検知レベルである第２の比較レベル１４を引き上げることになる。
【００２０】
以上のように本実施例によれば、２００Ｖ系の電源であっても動作中に生じる電源の変動に対し機敏に検出することができるため、半導体スイッチの耐圧破壊を未然に防ぐことが可能となり、電源電圧変動に強いマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００２１】
（実施例２）
本発明のマグネトロン駆動用電源の実施例２について図面を参照しながら説明する。本実施例は請求項２に係わる。
【００２２】
図３は本実施例のマグネトロン駆動用電源の回路構成を示す図である。本実施例の構成が実施例１と異なるのは第１の比較レベル１３から第２の比較レベル１４への切り替えがインバータ動作許可手段１７に同期して行われる点である。
【００２３】
図４は本実施例の動作を示す波形である。本実施例においても電源１としては２００Ｖ系電源すなわち２００〜２４０Ｖの商用電源を想定している。制御手段１９は入力装置などの動作指令手段２３からの入力を受け、電源１の電圧が過電圧状態にないことを電圧検知手段１２の出力と第１の比較レベル１３を比較手段１５で比較した後、インバータ動作許可手段１７を通じて発振手段１６の発振を許可する。この際、制御手段１９は、インバータ動作許可手段１７の発振指令に同期して、比較手段１５の比較対照を第２の比較レベル１４に設定することで、比較レベルを引き下げる。ここで、電源１の異常などによりＶｃｅまたはＶｃｕに過電圧が生じた場合には、比較手段１５の出力を受けインバータ動作許可手段１７により発振手段１６の発振を停止させる。この際、インバータ動作許可手段１７の出力状態の変化により、第１の比較レベル１３が再び選択されることになる。この後、制御手段１９は動作指令手段２３からの入力が継続しており、かつ電源１の電圧が正常である場合には、再起動を行うためインバータ動作許可手段１７の信号は発振手段１６の発振を再開させる。この際、再び第２の比較レベル１４が選択されることになる。このように、インバータ動作許可手段１７の動作に同期させることで比較レベルの遷移がスムーズに行われ、切り替えタイミングのずれ等による不必要な停止状態が生じないことになる。
【００２４】
以上のように本実施例によれば、過電圧検出値を制御手段１９の動作命令に同期して可変させることにより、検知レベルの引き下げ、引き上げをスムーズに行うことが可能となり、半導体スイッチの耐圧破壊などの電源電圧の変動に起因する故障の生じないマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００２５】
（実施例３）
本発明の実施例３について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図５は本実施例のマグネトロン駆動用電源の回路構成を示す図である。本実施例の構成が実施例１と異なるのは起動前に電源電圧を電圧検出手段１２で検出し、その電圧値に応じて第２の比較レベル１４を決定ている点である。本実施例においても電源１としては２００Ｖ系電源すなわち２００〜２４０Ｖの商用電源を想定している。
【００２７】
図６は本実施例における制御手段１９の制御手順を示したフロチャート図である。まずＳｔｅｐ１でスイッチなどの外部入力手段の信号を受け、動作指令手段２３により制御手段１９に対して動作指令を行う。次にＳｔｅｐ２で過電圧検知レベルを起動前の過電圧検知レベル（第１の比較レベル１３）に設定し、起動前の電源電圧を読み込みを行い、続いてＳｔｅｐ３で電源電圧が過電圧状態であるかを判断する。ここで電源が過電圧状態である場合には、Ｓｔｅｐ９に移行して検知回数を確認し、Ｓｔｅｐ１に戻り再び同じ動作を繰り返すことになる。Ｓｔｅｐ９への移行が設定回数連続して行われた場合は電源が異常状態であると判断して、Ｓｔｅｐ１０へ移行して動作を終了させる。一方、電源電圧に過電圧状態が見られない場合にはＳｔｅｐ４へ移行し、インバータ動作許可手段１７を動作許可状態にし、第１及び第２の半導体スイッチ５、６を動作させるとともにＳｔｅｐ２で検知した電源電圧の値により決定した第２の比較レベル１４の値に過電圧検知レベルを設定し、Ｓｔｅｐ５へ移行する。Ｓｔｅｐ５では制御手段１９は動作中に電圧検知手段１２の出力が第２の比較レベル１４を超えないかを比較手段１５で常に比較し、過電圧を検出した際にはＳｔｅｐ８に移行し、インバータ動作許可手段１７を動作禁止状態にすることで発振手段１６の動作を停止させるとともに過電圧検知レベルを第１の比較レベル１３に戻し、Ｓｔｅｐ９へ移行する。Ｓｔｅｐ９では検知回数を確認し、設定回数の検知が行われれば電源異常状態と判断してＳｔｅｐ１０へ移行し動作を終了させる。また、Ｓｔｅｐ９において設定回数の検知がなければ再びＳｔｅｐ１へ戻り、Ｓｔｅｐ１から動作を再び行うことになる。一方、Ｓｔｅｐ５においてＶｃｕの過電圧が検出されなければ、Ｓｔｅｐ６の動作指令終了の入力があるまで動作を継続し、動作終了の入力を受けてＳｔｅｐ７へ移行する。Ｓｔｅｐ７ではインバータ動作許可手段１７の動作を停止させ、検知レベルを第１の比較レベル１３に戻し、Ｓｔｅｐ１０へ移行して動作を終了させる。このように、電源１の電圧に対応して過電圧検知の設定値を変えることで、電源１の電圧異常などにより半導体スイッチに異常電圧が発生した場合に、発生電圧がより適切な値での検出が可能となる。このことにより、半導体スイッチの耐圧破壊が未然に防ぎかつ電源異常も早急に検知することが可能となる。
【００２８】
以上の様に本実施例によれば、過電圧検出値を起動前の電圧に応じて可変させることにより、それぞれの電源事情に応じて過電圧レベルを設定することが可能となり、より精度の高い過電圧検知が可能となり、半導体スイッチの耐圧破壊などの電源電圧の変動に起因する故障の生じないマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００２９】
（実施例４）
本発明の実施例４について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図７は本実施例のマグネトロン駆動用電源の回路構成を示す図である。本実施例の構成が実施例１と異なるのは、入力電力指定手段２０に応じてＶｃｕの過電圧検出レベルである第２の比較レベル１４を変えている点である。本実施例においても電源１としては２００Ｖ系電源すなわち２００〜２４０Ｖの商用電源を想定している。
【００３１】
図８は本実施例における制御手段１９の制御手順を記したフロチャートである。まずＳｔｅｐ１ではスイッチなどの外部入力手段を受け、動作指令手段２３は制御手段１９に動作指令を行う。次にＳｔｅｐ２で過電圧検知レベルを起動前の過電圧検知レベル（第１の比較レベル１３）に設定し、起動前の電源電圧を読み込みを行い、続いてＳｔｅｐ３で電源電圧が過電圧状態であるかを判断する。ここで電源１が過電圧状態にある場合にはＳｔｅｐ１１に移行して検知回数を確認し、Ｓｔｅｐ１に戻り再び同じ動作を繰り返すことになる。Ｓｔｅｐ１１への移行が設定回数行われた場合は電源が異常状態であると判断して、Ｓｔｅｐ１２へ移行して動作を停止させる。一方、電源電圧が正常な場合にはＳｔｅｐ４へ移行し、インバータ動作許可手段１７を動作許可状態にして、第１及び第２の半導体スイッチ５、６を動作させるとともに、入力電力指令値２０により決まる第２の比較レベル１４を過電圧の設定値として、Ｓｔｅｐ５へ移行する。Ｓｔｅｐ５では、制御手段１９は動作中に電圧検知手段１２の出力が第２の比較レベル１４を超えないかを比較手段１５で常に比較し、過電圧を検出した際にはＳｔｅｐ１０に移行し、インバータ動作許可手段１７を動作禁止状態とすることで動作を停止させるとともに、過電圧検知レベルを第１の比較レベル１３に戻し、Ｓｔｅｐ１１へ移行する。Ｓｔｅｐ１１では検知回数を確認し、設定回数の検知が行われれば電源異常状態と判断してＳｔｅｐ１２へ移行し、動作を終了させる。また、設定回数の検知がなければ再びＳｔｅｐ１へ戻り、Ｓｔｅｐ１から動作を行うことになる。一方、Ｓｔｅｐ５においてＶｃｅまたはＶｃｕの過電圧が検出されなければ、Ｓｔｅｐ６へ移行し入力電流指定手段２０の指定値に変更があるかを確認し、指定値に変更があればＳｔｅｐ７は移行し第２の比較レベル１４を電流指令値に応じた設定値に変更し、過電圧検知を引き続き行う。この過電圧検知はＳｔｅｐ８で動作指令終了の入力があるまで継続される。Ｓｔｅｐ８ではインバータ動作許可手段１７の動作を停止させ、検知レベルを第１の比較レベル１３に戻し、Ｓｔｅｐ１１２へ移行して動作を終了させる。このように、入力電力設定手段２０の指令値に対応して過電圧検知の設定値を変えることで、電源１の電圧異常などにより半導体スイッチに異常電圧が発生した場合に、発生電圧がより適切な値での検出が可能となる。このことにより、半導体スイッチの耐圧破壊が未然に防ぎかつ電源異常も早急に検知することが可能となる。
【００３２】
以上より本実施例によれば、過電圧検出値を入力電流の設定値により可変させることにより、各電流値で発生するＶｃｅに併せて過電圧検出レベルを決めることができ、低電力時でも精度よく電源電圧変動を検知することが可能となり、半導体スイッチの耐圧破壊などの電源電圧の変動に起因する故障の生じないマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜２に記載の発明によれば、２００Ｖ系の電源であっても動作中に生じる電源の変動に対し機敏に検出することができ、半導体スイッチの耐圧破壊を未然に防ぐことが可能となり、電源電圧変動に強いマグネトロン駆動用電源を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１のマグネトロン駆動用電源の回路図
【図２】 本発明の実施例１のマグネトロン駆動用電源の動作波形図
【図３】 本発明の実施例２のマグネトロン駆動用電源の回路図
【図４】 本発明の実施例２のマグネトロン駆動用電源の動作波形図
【図５】 本発明の実施例３のマグネトロン駆動用電源の回路図
【図６】 本発明の実施例３のマグネトロン駆動用電源の制御手段の動作フローチャート
【図７】 本発明の実施例４のマグネトロン駆動用電源の回路図
【図８】 本発明の実施例４のマグネトロン駆動用電源の制御手段の動作フローチャート
【図９】 従来のマグネトロン駆動用電源の回路図
【図１０】 従来のマグネトロン駆動電源の動作経路図
【図１１】 従来のマグネトロン駆動用電源の半導体スイッチの動作波形図
【図１２】 従来のマグネトロン駆動用電源の動作波形図
【符号の説明】
１ 電源
２ フィルタ
３ 第１のダイオード
４ 第２のダイオード
５ 第１の半導体スイッチ
６ 第２の半導体スイッチ
７ 第１のコンデンサ
８ 第２のコンデンサ
９ 高周波トランス
１０ 高圧整流回路
１１ マグネトロン
１２ 電圧検知手段
１３ 第１の比較レベル
１４ 第２の比較レベル
１５ 比較手段
１６ 発振手段
１７ インバータ動作許可手段
１８ ドライブ手段
１９ 制御手段
２０ 入力電流指定手段
２３ 動作指令手段
Claims (2)
- それぞれに逆並列のダイオードを備えた第１及び第２の半導体スイッチの直列接続体と、前記第１及び第２の半導体スイッチに並列接続され、前記第１及び第２の半導体スイッチが備えている前記逆並列のダイオードと同一方向に配置された第１及び第２のダイオードの直列接続体と、前記第１及び第２のダイオードに各々並列に接続される第１及び第２のコンデンサと、前記第１及び第２の半導体スイッチの接続点と第１及び第２のダイオードの接続点間に接続され、互いに直列に接続される商用電源及び高圧トランスの１次巻き線と、前記第１及び第２の半導体スイッチの発生電圧を検出する電圧検出手段と、前記高圧トランスの２次側出力に接続される高圧整流回路及びマグネトロンと、前記第１及び第２の半導体スイッチを制御し、かつ、前記電圧検出手段の検出した電圧が過電圧設定値よりも大きい場合には第１及び第２の半導体スイッチの動作の禁止を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、起動後の前記過電圧設定値を、起動前の前記過電圧設定値よりも引き下げることを特徴とするマグネトロン駆動用電源。
- 前記制御手段は、発振手段を有し、かつ、前記電圧検出手段の検出した電圧と起動前の過電圧設定値を比較し、商用電源の電圧が過電圧状態でないと判断した場合には、前記制御手段は発振手段の発振を許可するとともに、前記発振手段が発振することを許可する発振指令に同期して、起動後の前記過電圧設定値を起動前の前記過電圧設定値よりも引き下げることを特徴とする請求項１に記載のマグネトロン駆動用電源。
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