(57)【要約】【課題】マグネトロンの温度が上昇しても常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波の少ないマグネトロン駆動用電源を提供することを目的とする。【解決手段】マグネトロン７の温度変化を温度検出部２０により検出し、これを半導体スイッチ素子３のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたものである。これにより、マグネトロン７の温度変化によるマグネトロン７の発振開始電圧の変化を半導体スイッチ素子３のオン時間に反映することができ、マグネトロン７の温度変化によらず、常に適切なオン時間で半導体スイッチ素子３を駆動することができる。【選択図】図１
2006100012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネトロンと、半導体スイッチ素子と高圧トランスを有し半導体スイッチ素子のオンオフによってマグネトロンに電力供給するインバータ回路と、半導体スイッチ素子のオンオフを制御する制御部とを備え、前記制御部は、マグネトロンの温度を検出する温度検出部と、温度検出部からの温度信号が入力される変調信号発生部と、商用電源から供給される入力電流を検出する入力電流検出部と、インバータ回路の出力を指令する出力指令部と、前記変調信号発生部、入力電流検出部および出力指令部からの出力により半導体スイッチ素子のオン時間を決定する出力信号設定部と、半導体スイッチ素子の発振周波数を決定する同期発振部と、同期発振部の出力と出力信号設定部の信号を比較し変調信号を発生する比較部と、比較部の出力により半導体スイッチ素子を駆動する駆動部とを有し、マグネトロンの温度変化を半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたマグネトロン駆動用電源。
【請求項２】
温度検出部に代え、マグネトロンの電流を検出するアノード電流検出部と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、アノード電流検出部と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにした請求項１に記載のマグネトロン駆動用電源。
【請求項３】
温度検出部に代え、高圧整流回路の高圧ダイオードの電流を検出するダイオード電流検出部と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、ダイオード電流検出部と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにした請求項１に記載のマグネトロン駆動用電源。
【請求項４】
温度検出部に代え、高圧整流回路の高圧コンデンサの電流を検出するコンデンサ電流検出部と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、コンデンサ電流検出部と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにした請求項１に記載のマグネトロン駆動用電源。
【請求項５】
温度検出部に代え、高圧トランスの２次巻線の電流を検出する巻線電流検出部と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、巻線電流検出部と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにした請求項１に記載のマグネトロン駆動用電源。
【請求項６】
温度検出部に代え、出力信号設定部の出力電圧の平均値を演算するオン時間平均値回路と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、オン時間平均値回路と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにした請求項１に記載のマグネトロン駆動用電源。
【請求項７】
オン時間平均値回路は、駆動信号の出力パルスの平均値を演算する構成とした請求項６に記載のマグネトロン駆動用電源。
【請求項８】
温度検出部に代え、半導体スイッチ素子に印加する電圧の最大値を検出するコレクタ電圧検出部と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、コレクタ電圧検出部と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにした請求項１に記載のマグネトロン駆動用電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来のマグネトロン駆動用電源において、力率の改善および高調波抑制を行うために、半導体スイッチ素子のオン時間を入力電圧の変化に同期するように変化させることで、マグネトロンが非発振となる期間を短縮し、入力電流波形を整形するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１７６３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、マグネトロンが連続動作などによって温度上昇した場合は、電流波形に歪みが生じてしまう。これは、マグネトロンの発振開始電圧が温度特性をもっていることに起因するものであり、マグネトロンの発振開始電圧はマグネトロンの温度上昇に伴って低下し、この結果、半導体スイッチ素子のオン信号と入力電圧波形のバランスが崩れ、入力電流波形に歪みを生じてしまうものである。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決したものであり、連続動作などによってマグネトロンの温度が上昇しても常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波の少ない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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、マグネトロンの温度変化を半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたものである。
【０００６】
これにより、マグネトロンの温度変化によるマグネトロンの発振開始電圧の変化を半導体スイッチ素子のオン時間に反映することができ、マグネトロンの温度変化によらず常に適切なオン時間で半導体スイッチ素子を駆動することができる。従って、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波の少ないマグネトロン駆動用電源が提供できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のマグネトロン駆動用電源は、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波の少ないマグネトロン駆動用電源が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、マグネトロンと、半導体スイッチ素子と高圧トランスを有し半導体スイッチ素子のオンオフによってマグネトロンに電力供給するインバータ回路と、半導体スイッチ素子のオンオフを制御する制御部とを備え、前記制御部は、マグネトロンの温度を検出する温度検出部と、温度検出部からの温度信号が入力される変調信号発生部と、商用電源から供給される入力電流を検出する入力電流検出部と、インバータ回路の出力を指令する出力指令部と、前記変調信号発生部、入力電流検出部および出力指令部からの出力により半導体スイッチ素子のオン時間を決定する出力信号設定部と、半導体スイッチ素子の発振周波数を決定する同期発振部と、同期発振部の出力と出力信号設定部の信号を比較し変調信号を発生する比較部と、比較部の出力により半導体スイッチ素子を駆動する駆動部とを有し、マグネトロンの温度変化を半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたマグネトロン駆動用電源とすることにより、マグネトロンの温度変化によるマグネトロンの発振開始電圧の変化を半導体スイッチ素子のオン時間に反映することができ、マグネトロンの温度変化によらず常に適切なオン時間で半導体スイッチ素子を駆動することができる。従って、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波の少ないマグネトロン駆動用電源が提供できる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、温度検出部に代え、マグネトロンの電流を検出するアノード電流検出部と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、アノード電流検出部と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたことにより、マグネトロンの温度上昇をマグネトロンのアノード電流によって推定することができるので、温度に応じた半導体スイッチ素子の駆動をすることができ、マグネトロンの温度状態によらず、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波を少なくすることができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１の発明において、温度検出部に代え、高圧整流回路の高圧ダイオードの電流を検出するダイオード電流検出部と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、ダイオード電流検出部と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたことにより、マグネトロンの温度上昇を高圧整流回路の高圧ダイオードの電流によって推定することができるので、温度に応じた半導体スイッチ素子の駆動をすることができ、マグネトロンの温度状態によらず、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波を少なくすることができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１の発明において、温度検出部に代え、高圧整流回路の高圧コンデンサの電流を検出するコンデンサ電流検出部と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、コンデンサ電流検出部と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたことにより、マグネトロンの温度上昇を高圧整流回路の高圧コンデンサの電流によって推定することができるので、温度に応じた半導体スイッチ素子の駆動をすることができ、マグネトロンの温度状態によらず、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波を少なくすることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１の発明において、温度検出部に代え、高圧トランスの２次巻線の電流を検出する巻線電流検出部と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、巻線電流検出部と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたことにより、マグネトロンの温度上昇を高圧トランスの２次巻線の電流によって推定することができるので、温度に応じた半導体スイッチ素子の駆動をすることができ、マグネトロンの温度状態によらず、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波を少なくすることができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１の発明において、温度検出部に代え、出力信号設定部の出力電圧の平均値を演算するオン時間平均値回路と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、オン時間平均値回路と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたことにより、マグネトロンの温度上昇を出力信号設定部の出力電圧の平均値によって推定することができるので、温度に応じた半導体スイッチ素子の駆動をすることができ、マグネトロンの温度状態によらず、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波を少なくすることができる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第６の発明において、オン時間平均値回路は、駆動信号の出力パルスの平均値を演算する構成としたことにより、マグネトロンの温度上昇を半導体スイッチ素子のオン時間の変化によって推定することができるので、温度に応じた半導体スイッチ素子の駆動をすることができ、マグネトロンの温度状態によらず、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波を少なくすることができる。
【００１５】
第８の発明は、特に、第１の発明において、温度検出部に代え、半導体スイッチ素子に印加する電圧の最大値を検出するコレクタ電圧検出部と、出力指令部の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部と、コレクタ電圧検出部と基準電圧発生部の電圧差を検出する演算部とを有し、変調信号発生部は演算部からの信号を入力し、半導体スイッチ素子のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたことにより、マグネトロンの温度上昇を半導体スイッチ素子に印加する電圧によって推定することができるので、温度に応じた半導体スイッチ素子の駆動をすることができ、マグネトロンの温度状態によらず、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波を少なくすることができる。
【００１６】
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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１におけるマグネトロン駆動用電源を示すものである。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態におけるマグネトロン駆動用電源は、交流である商用電源１を一旦ダイオードブリッジ２、平滑コイル８および平滑コンデンサ９で整流、平滑して直流化し、この直流電源を半導体スイッチ素子３のオンオフによって高圧トランス５、共振コンデンサ１０によるインバータ回路４は、高圧トランス５の１次巻線と共振コンデンサ１０で構成される共振回路を励振して高周波電圧を発生し、高圧トランス５は２次巻線に高周波高電圧を励起する。この高周波高電圧は高圧ダイオード６ａ、高圧コンデンサ６ｂで構成する高圧整流回路６によって直流高電圧に整流され、マグネトロン７に印加される。マグネトロン７はこの直流高電圧で駆動され、２．４５ＧＨｚの電波を発生する構成となっている。また、半導体スイッチ素子３のオン時間は、制御部１１の指令に基づいた駆動部１８のパルス列によって制御される。従って、制御部１１により半導体スイッチ素子３のオン時間の制御ができ、高圧トランス５の１次巻線に高周波電圧を発生し、高圧トランス５は２次巻線に高周波高電圧を励起する。このオン時間の長短に応じてマグネトロン７の出力が定まる。
【００１９】
前記制御部１１は、マグネトロン７の温度を検出する温度検出部２０と、温度検出部２０からの温度信号が入力される変調信号発生部３２と、商用電源１から供給される入力電流を検出する入力電流検出部２１と、インバータ回路４の出力を指令する出力指令部１４と、前記変調信号発生部３２、入力電流検出部２１および出力指令部１４からの出力により半導体スイッチ素子３のオン時間を決定する出力信号設定部１５と、半導体スイッチ素子３の発振周波数を決定する同期発振部１６と、同期発振部１６の出力と出力信号設定部１５の信号を比較し変調信号を発生する比較部１７と、比較部１７の出力により半導体スイッチ素子３を駆動する駆動部１８とを有している。そして、マグネトロン７の温度変化を半導体スイッチ素子３のオン時間の変化幅にフィードバックするように構成されている。
【００２０】
前記変調信号発生部３２は、インバータ回路４の入力電圧を検出する電圧検出回路１２と、反転増幅回路１３と、出力電圧の最大値、最小値を制限する電圧制限回路１９とを有するものである。
【００２１】
ここで、出力信号設定部１５による半導体スイッチ素子３のオン時間の設定について説明する。インバータ回路４の入力電圧を検出する電圧検出回路１２によって入力電圧源である商用電源１の電圧を検出し、これを反転増幅回路１３へ伝達し、その出力電圧の最大値、最小値を制限する電圧制限回路１９によって波形整形し、出力信号設定部１５へ商用電源１の周期波形に同期した信号を伝達する。出力信号設定部１５は、インバータ回路４の出力を指令する出力指令部１４と入力電流を検出する入力電流検出部２１とによって半導体スイッチ素子３のオン時間を調整するように構成されており、出力指令部１４の指令する入力電流になるように入力電流をフィードバック制御する。
【００２２】
図２は、制御部１１をより具体的に示した回路を示す。電圧検出回路１２は商用電源１の電圧をダイオードによって整流し、その電圧を抵抗分割して商用電源１の電圧変化に同期した信号を得るようになっている。反転増幅回路１３はこの信号を演算増幅器１３−１によって任意の倍率に増幅する。電圧制限回路１９は反転増幅回路１３の出力電圧の最大値を制限するトランジスタ１９−１によって最大値を制限するとともに、最小値を制限するトランジスタ１９−２によって最小値を制限するようになっている。制限される最小値はトランジスタ１９−２のベース電圧によって決定するが、本実施の形態では演算増幅器１９−３を用いて温度検知部２０の出力電圧を反転増幅するように構成している。この結果、マグネトロン７の温度が上昇して温度検出部２０の出力電圧が低下すると、トランジスタ１９−２のベース電圧が上昇し、反転増幅回路１３の出力電圧の最小値がこれに応じて変化する。その結果、反転増幅回路１３の出力電圧の振幅が変化することになる。出力信号設定部１５はコンデンサによって前述の出力と結合され、この交流振幅が重畳された波形となる。これを同期発振部１６と比較部１７によって比較し、その出力で駆動部１８は半導体スイッチ素子３を駆動する。出力信号設定部１５の出力は商用電源１の電圧波形に同期して変化するので、結果として駆動部１８が出力するオン時間幅も商用電源１の電圧変化に同期して増減する。
【００２３】
図３は、電圧検知回路１２の出力電圧（ａ）、反転増幅回路１３の出力を電圧制限回路１９によって整形した出力電圧波形（ｂ）、出力信号設定部１５の出力電圧波形（ｃ）、インバータ回路４の入力電流波形（ｄ）を示している。（イ）はマグネトロン７の温度が低い状態の場合で、（ロ）はマグネトロン７が高温になった状態での波形を示している。電圧制限回路１９が制限する電圧がマグネトロン７の温度上昇によって変化することにより、（ｂ）に示すように、反転増幅回路１３の出力を整形した信号波形は振幅がΔＶ変化する。この結果、出力信号設定部１５の出力も変化し、マグネトロン７の温度による特性変化に追随して半導体スイッチ素子３のオン時間の変化幅をフィードバックしているので、マグネトロン７が高温になっても入力電流波形を歪みの少ない状態に維持することができる。
【００２４】
（実施の形態２）
図４、図５は、本発明の実施の形態２におけるマグネトロン駆動用電源を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
本実施の形態においては、図４に示すように、温度検出部２０に代え、マグネトロン７のアノード電流を検出しアノード電流に応じた電圧値を出力するアノード電流検出部２２と、出力指令部１４の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部２３と、アノード電流検出部２２と基準電圧発生部２３の電圧差を検出演算し、電圧制限回路１９で制限する電圧値を決定するように働く演算部２４とを有し、変調信号発生部３２は演算部２４からの信号入力により、半導体スイッチ素子３のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたものである。これにより、マグネトロン７の温度上昇をマグネトロン７のアノード電流によって推定することができるので、温度に応じた半導体スイッチ素子３の駆動をすることができ、マグネトロン７の温度状態によらず、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波を少なくすることができる。
【００２６】
ここで、マグネトロン７が室温状態の場合と高温で動作している状態でのアノード電流の値について説明する。制御部１１は入力電流検知部２１によってインバータ回路４の入力電流を測定し、出力指令部１４によって指令された電流値となるように出力信号設定部１５によって半導体スイッチ素子３のオン時間を可変するようにフィードバック制御が働く。インバータ回路４の入力電力が一定の状態でマグネトロン７の動作温度が変化すると、マグネトロン７の発振開始電圧ＶＡＫ（ＴＨ）は温度の上昇に伴って低下するため、その結果としてマグネトロン７のアノード電流が増加する。
【００２７】
図７は、この関係を模式的に示したものである。同図（ａ）はマグネトロン７の温度が低い状態における出力指令部１４の出力信号とアノード電流検知部２２が検出するアノード電流値の関係を示している。一方、同図（ｂ）はマグネトロン７が連続動作などによって高温となった場合の関係を示しており、この図に示すように、マグネトロン７が高温になった方が大きな電流値を検出することになる。演算部２４は基準電圧との差を演算する構成であるため、マグネトロン７の温度によってその演算出力は異なることになる。この演算出力値を電圧制限回路１９に入力し、電圧制限回路１９の制限値を決定することで、前述の実施の形態１と同様に、マグネトロン７が温度上昇しても入力電流波形の歪みを抑制し、電流高調波の発生を抑制することが可能となる。
【００２８】
図６〜図１１は、それぞれアノード電流検出部２２に代えて、高圧整流回路６を構成する高圧ダイオード６ａ、高圧コンデンサ６ｂ、高圧トランス５の２次巻線の電流を検出するように構成した例を示しており、ダイオード電流検出部２５、コンデンサ電流検出部２６、巻線電流検出部２７を設けた。これら場合もアノード電流検出部２２の例と同様に、マグネトロン７の温度変化によってそれぞれの出力値は異なった値を示す。図７、図９、図１１は、それぞれの出力信号と出力指令部１４の出力信号との関係を示した。電圧制限回路１９に信号を与える働きは前述のものと同様であり、同じようにマグネトロン７の温度変化によって半導体スイッチ素子３のオン時間を調整するので、入力電流波形がマグネトロン７の温度変化の影響を受けず、常に歪みを抑制した状態で動作させることが可能となる。
【００２９】
（実施の形態３）
図１２、図１３は、本発明の実施の形態３におけるマグネトロン駆動用電源を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態においては、図１２に示すように、温度検出部２０に代え、出力信号設定部１５の出力電圧の平均値を演算する、例えば、抵抗とコンデンサによるオン時間平均値回路２８と、出力指令部１４の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部２３と、オン時間平均値回路２８と基準電圧発生部２３の電圧差を検出演算し、電圧制限回路１９で制限する電圧値を決定するように働く演算部２４とを有し、変調信号発生部３２は演算部２４からの信号入力により、半導体スイッチ素子３のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたものである。これにより、マグネトロン７の温度上昇を出力信号設定部１５の出力電圧の平均値によって推定することができるので、温度に応じた半導体スイッチ素子３の駆動をすることができ、マグネトロン７の温度状態によらず、常に入力電流の歪みを抑制し、高力率で入力電流の高調波を少なくすることができる。
【００３１】
ここで、マグネトロン７が高温になると、前述の実施の形態でも述べているように、発振開始電圧ＶＡＫ（ＴＨ）が低下する。このため、同じオン時間で半導体スイッチ素子３を駆動するとＶＡＫ（ＴＨ）が高い状態と比べると大きな入力電力となる。このため、入力電力を一定に保つためには、半導体スイッチ素子３のオン時間を短く設定する必要がある。商用電源１の周期のオン時間平均値で考えた場合も同様に、マグネトロン７が高温になると、半導体スイッチ素子３のオン時間の平均値を下げることで入力電力を一定に制御することが可能である。
【００３２】
図１３は、出力指令部１４の出力信号とオン時間の平均値を示したものであり、同図（ａ）はマグネトロン７が常温の状態を示し、同図（ｂ）は高温になったときの関係を示している。このような関係にあるため、出力指令部１４の出力信号が同じでもマグネトロン７の温度によってオン時間の平均値は異なった値を示し、演算部２４はこの２つの信号の差を演算し、電圧制限回路１９の制限する電圧を決定するので、マグネトロン７の温度によって異なる電圧に制限することになる。このため、前述の実施の形態と同様に、マグネトロン７の温度変化によって半導体スイッチ素子３のオン時間を調整するので、入力電流波形がマグネトロン７の温度変化の影響を受けず、常に歪みを抑制した状態で動作させることが可能となる。
【００３３】
図１４は、半導体スイッチ素子３の駆動信号をパルス検出回路２９で検出し、平均値出力回路３０でそのパルス幅の平均値を演算するよう構成した例を示している。この場合も上述と同じ様にパルス幅の平均値と出力指令部１４の出力信号の関係は、図１５に示すようになるので、同様にマグネトロン７の温度変化によって半導体スイッチ素子３のオン時間を調整する。従って、入力電流波形がマグネトロン７の温度変化の影響を受けず、常に歪みを抑制した状態で動作させることが可能となる。
【００３４】
（実施の形態４）
図１６、図１７は、本発明の実施の形態４におけるマグネトロン駆動用電源を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
本実施の形態においては、図１６に示すように、温度検出部２０に代え、半導体スイッチ素子３に印加する電圧の最大値を検出するコレクタ電圧検出部３１と、出力指令部１４の出力電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部２３と、コレクタ電圧検出部３１と基準電圧発生部２３の電圧差を検出演算し、電圧制限回路１９で制限する電圧値を決定するように働く演算部２４とを有し、変調信号発生部３２は演算部２４からの信号入力により、半導体スイッチ素子３のオン時間の変化幅にフィードバックするようにしたものである。これにより、マグネトロン７の温度上昇を半導体スイッチ素子３に印加する電圧によって推定することができるので、温度に応じた半導体スイッチ素子３の駆動をすることができ、マグネトロン７の温度状態によらず、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波を少なくすることができる。図１７は、各実施の形態と同様、出力指令値とコレクタ電圧最大値との関係を示している。
【００３６】
ここで、半導体スイッチ素子３に印加する電圧について考える。本実施の形態の構成では、半導体スイッチ素子３がオンすることによって、高圧トランス５の１次巻線に電流を流し、ある時点で半導体スイッチ素子３をオフすることによって、昇圧トランスの１次巻線と共振コンデンサ１０によって構成される共振回路を励振して、高周波電力を発生するようになっている。半導体スイッチ素子３に印加する電圧は、次式（１）で示す関係を持っている。
【００３７】
Ｖ３∝Ｖ９×Ｔｏｎ／（√（Ｌｐ×Ｃ１０））    ・・・（１）
Ｖ３：半導体スイッチ素子３に印加する電圧
Ｖ９：コンデンサ９の電圧
Ｌｐ：高圧トランス５の１次巻線のインダクタンス値
Ｃ１０：共振コンデンサ１０の静電容量
従って、半導体スイッチ素子３のオン時間に比例する電圧が印加されることがわかる。一方、入力電力を一定に保った状態でマグネトロン７が高温になると、半導体スイッチ素子３のオン時間は減少しなければならないので、結果として半導体スイッチ素子３に印加する電圧は同様に減少することになる。本実施の形態のマグネトロン駆動用電源では、半導体スイッチ素子３に印加する電圧を検出し、出力指令部１４の出力信号に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生部２３との差を演算部２４にて演算し、電圧制限回路１９に加える構成としているので、マグネトロン７の温度によって異なる電圧に制限することになる。このため、前述の実施の形態と同様に、マグネトロン７の温度変化によって半導体スイッチ素子３のオン時間を調整するので、入力電流波形がマグネトロン７の温度変化の影響を受けず、常に歪みを抑制した状態で動作させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかるマグネトロン駆動用電源は、常に入力電流の歪みを抑制し高力率で入力電流の高調波の少ないマグネトロン駆動用電源が提供できるので、電子レンジなどのマグネトロンを負荷とする機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマグネトロン駆動用電源の回路図
【図２】同マグネトロン駆動用電源の制御部の具体例を示す回路図
【図３】（イ）同マグネトロン駆動用電源のマグネトロン常温時の動作波形図（ロ）同マグネトロン高温時の動作波形図
【図４】本発明の実施の形態２におけるマグネトロン駆動用電源の回路図
【図５】同マグネトロン駆動用電源の出力指令値とアノード電流の関係を示す図
【図６】同マグネトロン駆動用電源におけるダイオード電流検出部を有する例を示した回路図
【図７】同出力指令値と高圧ダイオード電流の関係を示す図
【図８】同マグネトロン駆動用電源におけるコンデンサ電流検出部を有する例を示した回路図
【図９】同出力指令値と高圧コンデンサ電流の関係を示す図
【図１０】同マグネトロン駆動用電源における巻線電流検出部を有する例を示した回路図
【図１１】同出力指令値と高圧トランス２次巻線電流の関係を示す図
【図１２】本発明の実施の形態３におけるマグネトロン駆動用電源の回路図
【図１３】同マグネトロン駆動用電源の出力指令値とオン時間平均値の関係を示す図
【図１４】同マグネトロン駆動用電源におけるパルス検出回路と平均値出力回路を有する例を示した回路図
【図１５】同出力指令値とオン時間平均値の関係を示す図
【図１６】本発明の実施の形態４におけるマグネトロン駆動用電源の回路図
【図１７】同マグネトロン駆動用電源の出力指令値とコレクタ電圧最大値の関係を示す図
【符号の説明】
【００４０】
１  商用電源
２  ダイオードブリッジ
３  半導体スイッチ素子
４  インバータ回路
５  高圧トランス
６  高圧整流回路
７  マグネトロン
１０  共振コンデンサ
１１  制御部
１２  電圧検出回路
１３  反転増幅回路
１４  出力指令部
１５  出力信号設定部
１６  同期発振部
１７  比較部
１８  駆動部
１９  電圧制限回路
２０  温度検出部
２１  入力電流検出部
２２  アノード電流検出部
２３  基準電圧発生部
２４  演算部
２５  ダイオード電流検出部
２６  コンデンサ電流検出部
２７  巻線電流検出部
２８  オン時間平均値回路
２９  パルス検出回路
３０  平均値出力回路
３１  コレクタ電圧検出部
３２  変調信号発生部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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