(57)【要約】【課題】複数個のマグネトロンを用いた装置において、いずれかのマグネトロンの発振異常が発生した場合に、装置全体のマイクロ波出力を低下させずに一定に制御することができるマグネトロン駆動電源装置の提供。【解決手段】装置内の複数個のマグネトロン６ａ，６ｂを駆動するインバータ回路１ａ，１ｂの出力にアノード電流検出回路１６ａ，１６ｂを設け、また、インバータ回路１ａ，１ｂのスイッチング素子２ａ，２ｂを制御するマイクロコンピュータ１７内に異常監視タイマー１８ａ，１８ｂの機能を設けることにより、アノード電流の監視、及び、異常検知制御を行うとともに、異常時には減少したマイクロ波出力を補うように制御できるので、装置全体としてのマイクロ波出力低下を無くし、即座に異常を通知するとともにメンテナンス時間を短縮することが可能となる。【選択図】図２
2007012541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を整流した後平滑化する整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力を高周波高電圧に変換する複数個のインバータ回路と、前記夫々のインバータ回路出力により駆動される複数個のマグネトロンと、前記夫々のインバータ回路一次側のスイッチング素子を制御するスイッチング素子制御回路と、高周波断続信号を発生する発振回路と、あらかじめ設定されたプログラムを処理するとともに前記スイッチング素子制御回路を介して前記発振回路が出力した高周波断続信号と合成する制御信号を出力するマイクロコンピュータを備えたマグネトロン駆動電源装置において、前記夫々のインバータ回路に前記夫々のマグネトロンに流れ込むアノード電流を検出する電流検出回路を備え、前記夫々の電流検出回路の出力に応じて前記マイクロコンピュータが制御信号を演算し、マグネトロンのマイクロ波出力制御を行う構成を有したことを特徴とするマグネトロン駆動電源装置。
【請求項２】
マイクロコンピュータが、夫々の電流検出回路の出力の異常を監視する異常監視タイマーを備え、夫々のマグネトロンに流れ込むアノード電流の異常を検知して、前記夫々のマグネトロンに流れ込むアノード電流の配分を個々のスイッチング素子ごとに制御する構成を有したことを特徴とする請求項１記載のマグネトロン駆動電源装置。
【請求項３】
マイクロコンピュータが、マグネトロンに流れ込むアノード電流の異常を検知した際に異常の発生を通知する機能を備えたことを特徴とする請求項２に記載のマグネトロン駆動電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のマグネトロンのマイクロ波出力制御を行うマグネトロン駆動電源装置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電源装置には、複数個のマグネトロンを駆動する夫々のインバータ回路ごとに設けられたスイッチング素子の断続を、個々に単独に制御を行うものが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３はこの従来例を示すもので、図３において、整流平滑された電源出力を高周波高電圧に変換するインバータ回路１ａ，１ｂは夫々、スイッチング素子２ａ，２ｂ、共振コンデンサ３ａ，３ｂ、昇圧トランス４ａ，４ｂ、高圧整流回路５ａ，５ｂを基本に構成されており、マイクロ波を発生するマグネトロン６ａ，６ｂに接続される。また、インバータ回路１ａ，１ｂ内のスイッチング素子２ａ，２ｂの入力端子は、マイクロコンピュータ７により発振出力が制御されるスイッチング素子制御回路８に接続される。スイッチング素子制御回路８には、高周波の発振回路９が接続される。マイクロコンピュータ７は、スイッチング素子制御回路８を介し、あらかじめ設定されたプログラムに従ってスイッチング素子２ａ，２ｂを制御する。
【０００４】
また、マイクロコンピュータ７の内部には、夫々のスイッチング素子２ａ，２ｂを繰り返し断続する２つの繰り返しタイマー１０ａ，１０ｂの機能が設けられている。スイッチング素子制御回路８内の夫々のスイッチング素子２ａ，２ｂの入力端子には、ダイオード１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂによるＡＮＤ回路が接続されており、また、スイッチング素子２ａ，２ｂをＯＮするための電流を供給する直流電源との間に抵抗１３ａ，１３ｂが接続されている。
【０００５】
以上のような構成により、マイクロコンピュータ７内の繰り返しタイマー１０ａ，１０ｂによる信号と、発振回路９の高周波断続信号が、スイッチング素子制御回路８に入力されると、ダイオード１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂによるＡＮＤ回路によって、スイッチング素子２ａ，２ｂのＯＮ、ＯＦＦ信号が生成される。すなわち、スイッチング素子２ａ，２ｂは、マイクロコンピュータ７内の繰り返しタイマー１０ａ，１０ｂがＯＮである間、発振回路９の高周波で断続動作を行い、逆に、繰り返しタイマー１０ａ，１０ｂがＯＦＦである間、断続動作を行わない。したがって、マグネトロン６ａ，６ｂは、繰り返しタイマー１０ａ，１０ｂの周期で発振回路９の周波数の高周波高電圧が印加され、マイクロ波を出力する構成になっている。
【特許文献１】特開２００４−２００１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のマグネトロン駆動電源装置では、マイクロコンピュータ内の繰り返しタイマーの設定値は、あらかじめ設定されており、複数個のマグネトロンのアノード電流を一定に保持する制御や、マグネトロンの発振状態の変化や異常に応じて複数個のマグネトロンのアノード電流配分の制御ができない。そのため、複数個のマグネトロンの安定したマイクロ波出力制御や、複数個のマグネトロンのマイクロ波出力配分の制御ができないという課題がある。
【０００７】
例えば、１つの装置内の２個のマグネトロンの制御を考えた場合、一方のマグネトロンが発振異常によりマイクロ波出力が低下したときに、もう一方のマグネトロンのアノード電流を増加させて発振異常のマグネトロンの低下したマイクロ波出力分を補うような、２個のマグネトロンに対するアノード電流配分の制御は不可能である。したがって、マグネトロンの異常時であっても装置内の２個のマイクロ波出力合計は低下させずに一定に制御することはできない。
【０００８】
また、マグネトロンの発振状態の変化や異常の際に、装置が異常停止してから異常となったマグネトロンの交換が完了して装置を再駆動可能となるまでに時間がかかっていた。
【０００９】
本発明は、前記課題に鑑み、複数個のマグネトロンの安定したアノード電流制御と、マグネトロンの発振状態の変化や異常の際に複数個のマグネトロンのアノード電流配分を制御することが可能となり、また、装置が異常停止してから再駆動可能となるまでの時間の短縮が可能なマグネトロン駆動電源装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、商用電源を整流した後平滑化する整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力を高周波高電圧に変換する複数個のインバータ回路と、前記夫々のインバータ回路出力により駆動される複数個のマグネトロンと、前記夫々のインバータ回路一次側のスイッチング素子を制御するスイッチング素子制御回路と、高周波断続信号を発生する発振回路と、あらかじめ設定されたプログラムを処理するとともに前記スイッチング素子制御回路を介して前記発振回路が出力した高周波断続信号と合成する制御信号を出力するマイクロコンピュータを備えたマグネトロン駆動電源装置において、前記夫々のインバータ回路に前記夫々のマグネトロンに流れ込むアノード電流を検出する電流検出回路を備え、前記夫々の電流検出回路の出力に応じて前記マイクロコンピュータが制御信号を演算し、マグネトロンのマイクロ波出力制御を行う構成を有している。
【００１１】
係る構成によれば、夫々のインバータ回路に設けた電流検出回路の出力をマイクロコンピュータへフィードバックし、電流検出回路の出力が低下した場合はスイッチング素子のＯＮ時間を長くし、電流検出回路の出力が増加した場合はスイッチング素子のＯＮ時間を短くする制御を行うことができるので、アノード電流を一定に制御することが可能となる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、マイクロコンピュータが、夫々の電流検出回路の出力の異常を監視する異常監視タイマーを備え、夫々のマグネトロンに流れ込むアノード電流の異常を検知して、前記夫々のマグネトロンに流れ込むアノード電流の配分を個々のスイッチング素子ごとに制御する構成を有している。
【００１３】
係る構成によれば、常にアノード電流の監視を行い、マグネトロンの発振状態の変化や異常のときのアノード電流の異常を検知することができるので、この場合のスイッチング素子の制御方法をあらかじめマイクロコンピュータのプログラムに設定しておくことで、複数個のマグネトロンに対するアノード電流配分を制御することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、マイクロコンピュータが、マグネトロンに流れ込むアノード電流の異常を検知した際に異常の発生を通知する機能を備えた構成を有している。
【００１５】
係る構成によれば、装置自体のマイクロ波出力を停止することなく異常発生を即座に操作者に通知してメンテナンスを促すことができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上詳述したように、本発明によれば、複数個のマグネトロンに対する安定したアノード電流の制御ができるので、複数個のマグネトロンの安定したマイクロ波出力が可能である。
【００１７】
また、複数個のマグネトロンに流れ込むアノード電流の異常を検知して、複数個のマグネトロンに対するアノード電流配分を制御することができるので、マグネトロンの発振状態の変化や異常の際に、マイクロ波出力の停止や低下を無くして装置内の複数個のマグネトロンのマイクロ波出力の合計を一定に保持することが可能であり、異常となったマグネトロンを交換する時間だけ装置を停止すればよいので、メンテナンス時間を最小限に抑えることが可能である。
【００１８】
また、マグネトロンの発振状態の変化や異常の際に、即座に操作者に対して異常の通知を行いメンテナンスを促すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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、前述した従来例と同一の作用をなす部分については同じ符号を付け、またその説明を省略する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るマグネトロン駆動電源装置の回路構成を示す図である。図１において、商用電源１４は、ダイオードブリッジ１５ａ，コイル１５ｂ，コンデンサ１５ｃなどから構成される整流平滑回路１５に接続されており、この整流平滑回路１５の出力がインバータ回路１ａ，１ｂに接続される。夫々のインバータ回路１ａ，１ｂの出力には、マグネトロン６ａ，６ｂに流れ込むアノード電流を検出するための電流検出回路１６ａ，１６ｂが設けられており、電流検出回路１６ａ，１６ｂの出力は夫々、マイクロコンピュータ７に接続される。電流検出回路１６ａ，１６ｂは、昇圧トランス４ａ，４ｂの一次側であれば電流検出用抵抗やカレントトランス、二次側であればカレントトランスなどを用いて構成され、検出された電流は電圧に変換されてマイクロコンピュータ７によって監視される。マイクロコンピュータ７は、検出された電流の増減に応じて繰り返しタイマー１０ａ，１０ｂのＯＮ時間を増減して、スイッチング素子制御回路８を介して夫々のスイッチング素子２ａ，２ｂを制御する。
【００２１】
アノード電流の所望の設定値に応じた基準電圧値が夫々のマグネトロン６ａ，６ｂごとにあらかじめプログラムされたマイクロコンピュータ７は、電流検出回路１６ａ，１６ｂの出力電圧が基準電圧値よりも小さければ、基準電圧値に達するまでアノード電流を増加する方向、すなわち、繰り返しタイマー１０ａ，１０ｂのＯＮ時間を増加するように制御する。逆に、電流検出回路１６ａ，１６ｂの出力電圧が基準電圧値よりも大きければ、基準電圧値に達するまでアノード電流を減少する方向、すなわち、繰り返しタイマー１０ａ，１０ｂのＯＮ時間を減少するように制御する。したがって、夫々のマグネトロン６ａ，６ｂに流れ込むアノード電流は、常に所望の設定値を保持するように動作する。また、アノード電流の所望の設定値は、マグネトロンが複数個である場合でも、個々に設定することが可能である。
【００２２】
このように本実施の形態におけるマグネトロン駆動電源装置によれば、複数個のマグネトロンに流れ込むアノード電流をあらかじめ個々に設定することで、設定したアノード電流を一定に流すことができる。すなわち、複数個のマグネトロンのアノード電流に対応したマイクロ波出力を常に一定に保持することができ、マイクロ波の安定発振が可能となる。
【００２３】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係るマグネトロン駆動電源装置の回路構成を示す図である。図２において、図１に示される実施の形態１と異なるところは、マイクロコンピュータ１７内にアノード電流の異常を監視するための異常監視タイマー１８ａ，１８ｂの機能を設けたことである。異常監視タイマー１８ａ，１８ｂは、マグネトロン６ａ，６ｂの異常や寿命などにより、夫々のアノード電流が所望の設定値に対して収束しない状態が一定時間継続することを監視するためのものである。
【００２４】
異常監視タイマー１８ａ，１８ｂが動作してアノード電流の異常を判断した場合、マイクロコンピュータ１７はアノード電流の一定制御を中止して、２個のマグネトロン６ａ，６ｂに対するアノード電流の配分の制御に移行する。また、アノード電流とマイクロ波出力の関係はあらかじめプログラムで設定されており、アノード電流の増減分とマイクロ波出力の増減分はマイクロコンピュータ１７により演算される。例えば、マグネトロン６ａのアノード電流が減少したことによりマイクロ波出力が３００Ｗ減少した場合、マイクロコンピュータ１７は、マグネトロン６ｂのマイクロ波出力を３００Ｗ増加させるために必要なアノード電流増加分を演算して、その演算結果をマグネトロン６ｂのアノード電流の新たな設定値とし、再度アノード電流の一定制御に移行する。このとき、マグネトロン６ａの減少した状態のアノード電流についても、新たな設定値としてマグネトロン６ａのアノード電流の一定制御を行う。
【００２５】
また、マグネトロンが３個以上の場合には、異常となったマグネトロンのマイクロ波出力減少分は、残りの正常なマグネトロンで必要なマイクロ波出力増加分を均等に配分することで、マグネトロン１個あたりの負荷を最小限に抑えるよう制御する。
【００２６】
このように本実施の形態に係るマグネトロン駆動電源装置によれば、発振状態にある複数個のマグネトロンの異常や寿命などによってマイクロ波出力の減少が発生した場合、異常を起こしたマグネトロンのマイクロ波出力減少分を正常なマグネトロンのマイクロ波出力を増加させて補うことによって、マイクロ波出力の合計を一定に制御することが可能となる。
【００２７】
さらに、マグネトロンの異常が発生したときに操作者に通知する機能、例えば、光や文字などの表示手段や音声を発生する手段（図示せず）に信号を発信する機能をマイクロコンピュータ１７内に設けておくことで、装置自体のマイクロ波出力を停止することなく異常発生を即座に通知してメンテナンスを促すことができる。そして、異常となったマグネトロンの交換時に必要最小限の時間だけ装置を停止すればよく、メンテナンスに要する時間を短縮することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明のマグネトロン駆動電源装置は、複数個のマグネトロンのマイクロ波出力の安定制御と、発振異常となったマグネトロンの検知、及び、マイクロ波出力の低下防止に効果的であり、１つの装置内で複数個のマグネトロンを使用する電子レンジやマイクロ波応用装置などの用途への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るマグネトロン駆動電源装置の回路構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態２に係るマグネトロン駆動電源装置の回路構成を示す図
【図３】従来のマグネトロン駆動電源装置の回路構成を示す図
【符号の説明】
【００３０】
１ａ，１ｂ  インバータ回路
２ａ，２ｂ  スイッチング素子
６ａ，６ｂ  マグネトロン
７，１７  マイクロコンピュータ
８  スイッチング素子制御回路
９  発振回路
１０ａ，１０ｂ  繰り返しタイマー
１５  整流平滑回路
１５ａ  ダイオードブリッジ
１５ｂ  コイル
１５ｃ  コンデンサ
１６ａ，１６ｂ  電流検出回路
１８ａ，１８ｂ  異常監視タイマー
【図１】
2007012541.tif 000003
【図２】
2007012541.tif 000004
【図３】
2007012541.tif 000005