JPS6319790A - Radio frequency heater - Google Patents
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- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高周波加熱装置に関するものである。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to a high frequency heating device.
従来の技術
電子レンジ等に用いられるマグネトロンは第７図に示す
様に陽極筒体２１．陽極ベイン２２．陰極２３（以後フ
ィラメントと呼ぶ）、アンテナ２４、ヨーク２６．磁石
及び冷却フィン（共に図示せず）から構成され、またマ
グネトロンの発振周波数とその高調波電流がマグネトロ
ンの外部へ漏洩するのを防止する目的でチョークコイル
２７ａ。Conventional technology A magnetron used in a microwave oven or the like has an anode cylinder 21, as shown in FIG. Anode vane 22. Cathode 23 (hereinafter referred to as filament), antenna 24, yoke 26. A choke coil 27a is composed of a magnet and a cooling fin (both not shown), and is used to prevent the oscillation frequency of the magnetron and its harmonic current from leaking to the outside of the magnetron.
２７ｂと貫通コンデンサ２６とでローパスフィルタを形
成している。27b and the feedthrough capacitor 26 form a low pass filter.
発明が解決しようとする問題点
一方、電源は小型軽量化のために高周波化へ移行してお
り、マグネトロン用電源も高周波化が実用化されつつあ
るが、従来のマグネトロン用チョークコイル２７ａ 、
２７ｂは、その巻線が単線（たとえば線径１．４調のエ
ナメル線）であるため、高周波電流による表皮効果が発
生し、チョークコイルの温度が著しく上昇すると共に、
チョークコイルのコア２８ａ 、２８ｂはフェライトコ
ア（たとえば、直径５．５−１材質ばＨ６Ｈ３）を使用
しているだめ、高周波によるコア損失が増大してコア温
度が著しく上昇し、その結果チョークコイル２７ａ、２
７ｂの温度が上昇する。前記したチョークコイル２７ａ
、２７ｂは温度上昇によって温度が２ｏｏ℃を越える
ために巻線被覆の熱劣化のみならず、コア２８ａ、２８
ｂの温度も２００℃を越えるために熱ひずみや熱衝撃で
、コア２８ｄ。Problems to be Solved by the Invention On the other hand, power supplies are moving to higher frequencies to make them smaller and lighter, and higher frequencies are being put into practical use for magnetron power supplies, but the conventional magnetron choke coil 27a,
27b, since its winding is a single wire (for example, an enameled wire with a wire diameter of 1.4), a skin effect occurs due to high frequency current, and the temperature of the choke coil increases significantly.
Since the choke coil cores 28a and 28b use ferrite cores (for example, H6H3 if the diameter is 5.5-1), the core loss due to high frequency increases and the core temperature rises significantly, and as a result, the choke coil 27a ,2
The temperature of 7b increases. The choke coil 27a described above
, 27b, the temperature rise exceeds 200°C, so not only the winding coating is thermally deteriorated, but also the cores 28a, 28
Since the temperature of b also exceeds 200℃, core 28d is caused by thermal strain and thermal shock.
２８ｂにクラックが発生し、またコア２８ａ。A crack occurred in the core 28b, and the core 28a.
２８ｂのキューり温度に近づくため透磁率が低下してイ
ンダクタンスが低下することでフィラメント電流が増加
して更に温度が上昇する懸念がある。Since the temperature approaches the cue temperature of 28b, the magnetic permeability decreases and the inductance decreases, which increases the filament current and there is a concern that the temperature will further rise.
更に最も重要な問題として、チョークコイル２７ａ。Furthermore, the most important issue is the choke coil 27a.
２７ｂの温度上昇によってマグネトロ／のフィラメント
２３の温度上昇を伴い、この結果、マグネトロンの寿命
が短かくなる欠点があり、マグネトロンの高周波駆動の
実現に対して大きな障害となっているＯ
また、フィラメント２３に流れる電流をｉとし、チョー
クコイル２７ａ 、２７ｂのインダクタンスをＬとする
と、チョークコイル２７ａ 、２７ｂの両端にωＬ−１
の電圧降下が発生する。ところが高周波駆動装置（以下
インバータと呼ぶ）の特徴の１つである出力コントロー
ルで出力を絞るとスイッチング周波数ｆが高くなシ、こ
れによりω＝２πｆの関係からチョークコイル両端の電
圧降下が増加し、その結果、マグネトロン発振に必要な
フィラメント電圧が確保できなくなり異常発振してマグ
ネトロンの寿命を縮める欠点があり、このこともまたマ
グネトロンの高周波駆動の実現に対して障害となってい
る。The rise in temperature of the magnetron 27b causes a rise in the temperature of the filament 23 of the magnetron, which has the disadvantage of shortening the life of the magnetron, which is a major obstacle to realizing high-frequency drive of the magnetron. Let i be the current flowing through the choke coils 27a and 27b, and let L be the inductance of the choke coils 27a and 27b.
A voltage drop occurs. However, when the output is reduced using output control, which is one of the features of high-frequency drive devices (hereinafter referred to as inverters), the switching frequency f becomes high, which increases the voltage drop across the choke coil due to the relationship ω = 2πf. As a result, the filament voltage necessary for magnetron oscillation cannot be secured, causing abnormal oscillation and shortening the life of the magnetron. This also poses an obstacle to realizing high-frequency drive of the magnetron.
更に、マグネトロンの冷却はマグネトロンの高周波出力
の最高出力時に熱バランスがとれるよう冷却ファンの風
量が決められており、冷却風量を一定にして出力コント
ロールにより出力を大小変化させた場合、および間欠運
転の発振停止時にも冷却を続行した場合に、マグネトロ
ンのフィラメント２３に熱衝撃がかかり、フィラメント
２３に微小クラックが発生してマグネトロンの寿命が短
かくなる欠点があった。Furthermore, the air volume of the cooling fan is determined in order to maintain a thermal balance when the magnetron is at its highest high-frequency output. If cooling is continued even when oscillation is stopped, thermal shock is applied to the filament 23 of the magnetron, causing microcracks to occur in the filament 23, which shortens the life of the magnetron.
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するため、本発明の高周波加熱装置は
、マグネトロン用チョークコイルを２本の導線が並行し
て巻回されたパイフフイラ巻きとし、マグネトロンの連
続運転時に高周波出力に応じた風量で冷却ファンを運転
し、マグネトロンの間欠運転の発振停止時に冷却ファン
を停止する制御回路を備えてなるものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the high-frequency heating device of the present invention has a choke coil for a magnetron with a pipe filler winding in which two conductive wires are wound in parallel. It is equipped with a control circuit that operates a cooling fan with an air volume according to the high-frequency output and stops the cooling fan when oscillation of the intermittent operation of the magnetron stops.
作 用
上記構成により、マグネトロンのチョークコイルの表皮
効果を低減し、温度上昇によるフィラメントの放熱妨害
を緩和するとともに、ノイズ電流を阻止し、フィラメン
ト電流の低下を防止する０まだ、フィラメントの熱衝撃
が緩和される。Effect The above structure reduces the skin effect of the magnetron's choke coil, alleviates heat dissipation interference of the filament due to temperature rise, blocks noise current, and prevents a decrease in filament current. eased.
実施例
本発明の実施例を第１図〜第６図を用いて説明する。整
流平滑回路６と高周波高圧トランス１と共振用コンデン
サ２とフライホイールダイオード４を有したスイッチン
グ素子３と制御回路１ｏで高周波インバータを構成し、
前記高周波インバータで駆動されるマグネトロン６は第
２図に示すように陽極筒体１１、陽極ベイン１２、陰極
１３、アンテナ１４、ヨーク１６、貫通コンデンサ１６
、チョークコイル１７ａ、１７ｂ、コアー１８、磁石お
よび冷却フィン（共に図示せず）からなり、前記高周波
インバータと前記マグネトロン６とマグネトロン冷却用
７アン９で高周波加熱装置を構成している。前記マグネ
トロンｅのフィルタボックス内のチョークコイル１７ａ
、１７ｂは第３図に示すように２本の導線（直径１．４
朋のエナメル線）をコアー１８に平行に巻回して、第４
図すに示すように同相電流Ｉ。（マグネトロン６のノイ
ズ電流）に対しては２個のチョークコイル１７ａ。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. A high frequency inverter is constituted by a rectifying and smoothing circuit 6, a high frequency high voltage transformer 1, a switching element 3 having a resonance capacitor 2, a flywheel diode 4, and a control circuit 1o,
As shown in FIG. 2, the magnetron 6 driven by the high frequency inverter includes an anode cylinder 11, an anode vane 12, a cathode 13, an antenna 14, a yoke 16, and a feedthrough capacitor 16.
, choke coils 17a, 17b, core 18, magnets, and cooling fins (both not shown), and the high-frequency inverter, the magnetron 6, and the magnetron cooling 7-amp 9 constitute a high-frequency heating device. Choke coil 17a in the filter box of the magnetron e
, 17b are two conductive wires (diameter 1.4
My enameled wire) is wound parallel to the core 18, and the fourth
The common mode current I as shown in the figure. (Noise current of magnetron 6), two choke coils 17a are used.
１７ｂによる磁束ψ２．φ５が重なシ合うと共に、第４
図ａに示すように差動電流Ｉｄに対しては磁束ψ１．ψ
５が打消し合うように作用し、貫通コンデンサ１６とロ
ーパスフィルタを形成している。Magnetic flux ψ2 due to 17b. As φ5 overlaps, the fourth
As shown in figure a, for the differential current Id, the magnetic flux ψ1. ψ
5 act to cancel each other out, forming a low-pass filter with the feedthrough capacitor 16.
このようにすることＫより同相電流工。、即ちマグネト
ロン発振周波数とその高調波を含むノイズ電流に対して
は、チョークコイル１７ａ、１７ｂのインダクタンスは
従来例と同様に、例えば各々１．７ｐＨであり、チョー
クコイルとして存在し、貫通コンデンサ１６と共にロー
パスフィルタを形成してノイズの外部伝搬を防止すると
共に、差動電流工ｄ、即ちフィラメント電流に対しては
チョークコイル１７ａ 、 １７ｂの合成インダクタン
スはほぼゼロであり、チョークコイル１７ａ、１７ｂが
存在しない場合と等価となり高周波のフィラメント電流
を阻止することは無く、また表皮効果も低減できる。ま
た、差動電流Ｉｄに対し磁束φ２゜φ５が打消し合うよ
う作用するため、フィラメント電流による磁束は互いに
打消し合って、コアー損失としてはマグネトロンのノイ
ズ電流による磁束のみが影響するため、コアーの温度上
昇は大幅に低減できる。In this way you can use more common mode current. That is, for noise currents containing the magnetron oscillation frequency and its harmonics, the inductance of the choke coils 17a and 17b is, for example, 1.7 pH each, as in the conventional example, and exists as a choke coil, and together with the feedthrough capacitor 16. In addition to forming a low-pass filter to prevent external propagation of noise, the combined inductance of the choke coils 17a and 17b is almost zero for the differential current d, that is, the filament current, and the choke coils 17a and 17b are not present. This is equivalent to the case where the high-frequency filament current is not blocked, and the skin effect can also be reduced. In addition, since the magnetic fluxes φ2 and φ5 act to cancel each other out against the differential current Id, the magnetic fluxes due to the filament current cancel each other out, and only the magnetic flux due to the noise current of the magnetron affects the core loss. Temperature rise can be significantly reduced.
ところでマグネトロン用インバータ電源はスイッチング
周波数を可変することで高周波出力が連続に可変でき、
またスイッチング素子３の遮断の継続により高周波出力
をゼロにすることが任意かつ容易にできるため、第６図
に示すような組合わせによって無限の加熱パターンが実
現できる。しかし前記側限の加熱パターンで運転する際
にマグネトロン６の冷却を一定の風量でしかも連続で実
施すると高周波出力が絞られるにつれてマグネトロン６
は過冷却となり、高周波出力の大小の繰返しでフィラメ
ント１３に熱衝撃がかかシ、フィラメント１３に微小ク
ラックが発生してマグネトロン６の寿命が短かくなる。By the way, the inverter power supply for magnetrons can continuously vary the high frequency output by varying the switching frequency.
Further, since the high frequency output can be arbitrarily and easily reduced to zero by continuing to shut off the switching element 3, an infinite number of heating patterns can be realized by the combinations shown in FIG. However, if the magnetron 6 is cooled continuously with a constant air volume when operating in the heating pattern at the above-mentioned side limit, as the high frequency output is reduced, the magnetron 6
becomes overcooled, and the filament 13 receives a thermal shock due to the repeated fluctuations in the high-frequency output, causing microcracks to occur in the filament 13 and shortening the life of the magnetron 6.
従って高周波出力の連続可変運転の場合には、高周波出
力に応じた風量で冷却し、かつ運転中に一時発振を停止
さす間欠運転の発振休止時には冷却ファン９を停止する
ことで第６図に示すようにマグネトロンの劣化進行速度
が大幅に低減される。なお、第５図において、とは冷却
ファン９を最大風量で連続冷却した場合のマグネトロン
６の劣化度合を示すカーブであり、ｂは高周波出力に応
じた風量で冷却し、かつ発振停止時に冷却ファン９を停
止させた場合のマグネトロン６の劣化度合を示すカーブ
である。Therefore, in the case of continuously variable operation of high frequency output, cooling is performed with an air volume according to the high frequency output, and the cooling fan 9 is stopped when oscillation is stopped during intermittent operation, as shown in Fig. 6. As a result, the speed at which the magnetron deteriorates is greatly reduced. In Fig. 5, b is a curve showing the degree of deterioration of the magnetron 6 when the cooling fan 9 is continuously cooled with the maximum air volume, and b is a curve that shows the degree of deterioration of the magnetron 6 when the cooling fan 9 is continuously cooled with the maximum air volume, and b is a curve that shows the degree of deterioration of the magnetron 6 when the cooling fan 9 is cooled with an air volume that corresponds to the high frequency output, and when the oscillation stops, the cooling fan This is a curve showing the degree of deterioration of the magnetron 6 when the magnetron 9 is stopped.
発明の効果
以上の如く本発明によれば高周波電流によるマグネトロ
ンのチョークコイルの表皮効果を低減し温度上昇による
フィラメントの放熱妨害を緩和してマグネトロン寿命低
下を防止すると共にノイズ電流の阻止及びフィラメント
電流低下の防止を可能とし、また、マグネトロンの冷却
の制御でフィラメントへの熱衝撃が緩和できる等々、マ
グネトロンの高周波駆動を容易ならしめる効果がある。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the skin effect of the choke coil of the magnetron due to high frequency current is reduced, the heat dissipation interference of the filament due to temperature rise is alleviated, and the lifetime of the magnetron is prevented from being shortened, and the noise current is blocked and the filament current is reduced. Furthermore, by controlling the cooling of the magnetron, the thermal shock to the filament can be alleviated, making it easier to drive the magnetron at high frequencies.
第１図は本発明の一実施例における高周波加熱装置の回
路図、第２図は同装置のマグネトロンの回路図、第３図
は同マグネトロンの要部回路図、第４図は同要部の磁束
発生方向を示す回路図、第５図はマグネトロンの発振時
間と劣化度合の関係を示す特性図、第６図は高周波出力
波形図、第７図は従来のマグネトロンの回路図である。
１・・・・・・高周波高圧トランス、２・・・・・・共
振用コンデンサ、３・・・・・・スイッチング素子、４
・・・・・・フライホイールダイオード、５・・・・・
・整流平滑回路、６・・・・・・マグネトロン、９・・
・・・・冷却用ファン、１ｏ・・・・・・制御回路、１
７ａ、１７ｂ・・・・・・チョークコイル。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名？−
其擾尺〕ンデレ寸
第３図
第４図
第５図
第６図Fig. 1 is a circuit diagram of a high-frequency heating device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of the magnetron of the same device, Fig. 3 is a circuit diagram of the main part of the magnetron, and Fig. 4 is a circuit diagram of the main part of the same magnetron. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between magnetron oscillation time and degree of deterioration, FIG. 6 is a high frequency output waveform diagram, and FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional magnetron. 1... High frequency high voltage transformer, 2... Resonance capacitor, 3... Switching element, 4
...Flywheel diode, 5...
・Rectifier smoothing circuit, 6... Magnetron, 9...
...Cooling fan, 1o...Control circuit, 1
7a, 17b...Choke coil. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person? −
Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6
Claims (1)
サとフライホイールダイオードを有したスイッチング素
子からなる高周波インバータと、前記高周波インバータ
で駆動されるマグネトロンを具備した高周波加熱装置に
おいて、前記マグネトロンの電波漏洩防止用フィルタを
形成するマグネトロン用チョークコイルを具備し、この
マグネトロン用チョークコイルは２本の導線を並行して
巻回するバイファイラ巻きとし、前記マグネトロンの連
続運転時に高周波出力に応じた風量で冷却ファンを運転
し、前記マグネトロンの間欠運転の発振停止時に冷却フ
ァンを停止する制御回路を具備したことを特徴とする高
周波加熱装置。A high-frequency heating device comprising a high-frequency inverter comprising a rectifying and smoothing circuit, a high-frequency high-voltage transformer, a switching element having a resonance capacitor, and a flywheel diode, and a magnetron driven by the high-frequency inverter, a filter for preventing radio wave leakage of the magnetron. The magnetron choke coil has a bifilar winding in which two conductive wires are wound in parallel, and when the magnetron is continuously operated, a cooling fan is operated at an air volume corresponding to the high frequency output. . A high-frequency heating device comprising a control circuit that stops a cooling fan when oscillation of the magnetron stops during intermittent operation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16231186A JPS6319790A (en) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | Radio frequency heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16231186A JPS6319790A (en) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | Radio frequency heater |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6319790A true JPS6319790A (en) | 1988-01-27 |
Family
ID=15752104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16231186A Pending JPS6319790A (en) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | Radio frequency heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6319790A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1986
- 1986-07-10 JP JP16231186A patent/JPS6319790A/en active Pending
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