JPS6316853B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6316853B2 JPS6316853B2 JP17771281A JP17771281A JPS6316853B2 JP S6316853 B2 JPS6316853 B2 JP S6316853B2 JP 17771281 A JP17771281 A JP 17771281A JP 17771281 A JP17771281 A JP 17771281A JP S6316853 B2 JPS6316853 B2 JP S6316853B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- electrode
- magnetron
- noise
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 17
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- WLTSUBTXQJEURO-UHFFFAOYSA-N thorium tungsten Chemical compound [W].[Th] WLTSUBTXQJEURO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B9/00—Generation of oscillations using transit-time effects
- H03B9/01—Generation of oscillations using transit-time effects using discharge tubes
- H03B9/10—Generation of oscillations using transit-time effects using discharge tubes using a magnetron
Landscapes
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はマグネトロン装置に係り、特にその
電源回路に関する。
一般に、電界に対して直角に磁界を与えるマグ
ネトロンは、これを取付けた電子機器、例えば電
子レンジとして今日広く普及しているが、これに
伴なつて雑音漏洩の規制が強化される方向にあ
る。この雑音規制に関して、国際的には国際無線
障害特別委員会(CISPRと称す)の勧告に基ず
き、各国において実施もしくは検討中である。従
つて、マグネトロン自体から発生する雑音の低減
対策が一層望まれるようになつてきた。
ところで、マグネトロンから発生する低い周波
数(例えば100MHz以下)の雑音の原因として、
次のような考えがある。即ち、第1図はマグネト
ロンの同軸配置されたアノードを構成するアノー
ドベイン26とカソード25とを模式的に示した
ものであるが、同図においてカソード25を負、
アノードベイン26を正としてカソード、アノー
ド間に数1000Vの高電圧を加え、カソード25か
ら熱電子が放出されるようにすると、電子作用空
間39においては、カソード近傍の空間電荷によ
り、図に点線曲線aで示すようにカソード電位よ
りも負となる下に凹んだ部分をもつ電位分布とな
る。一方、矢印Bで示すように、この電子作用空
間39には1000〜2000ガウスの直流磁界がカソー
ド軸方向に加わつているため、カソード25を出
た電子は、電界と磁界との作用によりカソード2
5のまわりを周回する。特に直交電磁界のため、
電子の走行距離が長いので電子は残留ガスに衝突
する確率が大きく、他の直進形管等に比べて著し
く多くのプラスイオンを発生する。発生したプ
ラスイオンは曲線aで示した電位分布の谷つまり
ポテンシヤル・ミニマム(図に符号mで示す)に
流れ込み、次第に空間電荷中の電子とプラスイオ
ンとの中和が進行し、その結果、この谷附近の電
位が上昇し、符号nで示すようにカソード25と
同等もしくはそれより僅かに高い電位まで高めら
れる。その状態で作用空間中の電位分布は実線曲
線bの如くになる。プラスイオンはカソードに流
れ込む。次の段階として、再び空間電荷により電
位の谷mが形成される。このような一連の過程が
周期的に繰り返される。その結果、カソード、ア
ノード間の電流即ちアノード電流に複雑な脈動現
象が生じ、これが雑音として外部回路に漏洩する
ものと推定できる。このような雑音は、主として
入力線路にのつて漏洩するいわゆるラインノイズ
として現われ、種々の電波障害を引き起してしま
う。
そこで、このような雑音の低減対策の1つとし
て、カソード近傍に第3電極を設け、カソードに
対し第3電極に負の数10〜数100Vの電位を加え
ることにより、電位分布の谷つまりポテンシヤ
ル・ミニマムmへ集まるプラスイオンをこの第3
電極で捕獲し、プラスイオンの原因による雑音を
低減することが考えられている。
この例を示すと第2図及び第3図に示すように
なり、第3図は第2図の要部拡大図である。即
ち、管軸上に配置された棒状カソード支持体32
の一端には、カソード用エンドチツプ53、第3
電極用エンドチツプ52、エンドハツト51aが
固着され、他端はカソード端子35に続く端子板
35aに固着されている。この棒状カソード支持
体32のカソードステム側外側には、筒状カソー
ド支持体33と筒状第3電極支持体57が同軸的
に所定間隔をおいて配設され、前記筒状カソード
支持体33の一端にはもう一方のカソード用エン
ドチツプ56が固着され、他端はカソード端子3
4に固着されている。又、前記筒状第3電極支持
体57の一端にはもう一方の第3電極用エンドチ
ツプ59が固着され、このエンドチツプ59には
もう一方のエンドハツト51bが固着され、第3
電極支持体57の他端はカソード端子58に固着
されている。そして棒状カソード支持体32の出
力部側には、コイル状に巻かれたトリウムタング
ステン直熱型カソード25が配設され、その両端
はそれぞれカソード用エンドチツプ53,56に
固着されている。更にカソード25の近傍には、
コイル状の第3電極60が前記カソード25の線
条間に位置するように配設され、その両端はそれ
ぞれ第3電極用エンドチツプ52,59に固着さ
れている。この第3電極60は例えばW、Mo、
Ta、Tiのような難溶性金属のうちから選ばれた
単体又は合金からなり、図示のようにカソード2
5の近傍で且つカソード25からアノードへ向か
う電子の流れを妨げないような位置に置かれる。
そして既述のように、カソード25のコイル状線
条と第3電極60のコイル状線条とは各外周面が
同一もしくはほぼ同一面上にして交互に配列され
ている。尚、図中26はアノードベイン、27は
アノードシリンダー、28はストラツプリングで
あり、これらで複数個の空胴共振器を構成してお
り、全体としてアノードを形成している。又、2
9は出力部、29aはアンテナ導体、30はポー
ルピース、31,31a,31bは絶縁筒体、3
9は電子作用空間、54は排気管、55,56は
絶縁リングである。
次に動作を説明すると、カソード25は加熱さ
れて熱電子を放出する。このカソード25とアノ
ードベイン26との間には数1000Vの高電圧が印
加され、又、電子作用空間39には1500ガウス程
度の管軸に平行な磁束の直流磁界が与えられてお
り、発振動作する。空胴共振器に発生するマイク
ロ波エネルギーは、アンテナ導体29aを通じて
出力部29から外部負荷に伝送される。さて、カ
ソード25を加熱すると放出電子により第1図に
示した如くカソード25の前面約数10μm〜数
100μm附近に電位の谷mが形成される(第3電極
がない場合)が、第3電極60をカソード25に
対して例えば一数10〜一数100V程度の負の電位
にすると、電位の谷mに向つて集まるプラスイオ
ンは第3電極60がこれよりも更に負の電位にな
つているため、この第3電極60に直ちに捕えら
れる。即ち、プラスイオンはカソード近傍に留ま
ることなく第3電極60に流入し、カソード近傍
の不安定な電子―イオン中和現象が起らない。そ
の結果、100MHz以下の雑音が大巾に低減され
る。この雑音低減結果の1例を第4図に示す。
ところで、第3電極の電位を負の高電位にすれ
ばそれだけ雑音低減には非常に効果的であるが、
負の高電位にするほどマグネトロンの発振の安定
性にはむしろ不都合を生じる傾向のあることが判
明した。第5図にその1例を示す。即ち、この第
5図から明らかなように、第3電極のバイアス電
圧の絶対値の増加につれて発振の安定な最大アノ
ード電流の減少をもたらす。一方、アノード電流
と雑音との関係を調べると、第6図及び第7図に
示すように、一般に連続波マグネトロンはアノー
ド電流の小さい例えば約0.15A以下においては大
きな雑音が発生し、約0.2A以上においては急速
に雑音が減少していることが判る。従つて、もし
アノード電流を常に約0.2A以上において使用す
れば、雑音の発生は非常に少なく、問題は少ない
のであるが、実際の電子レンジにおいてはコスト
の関係でアノード電源は半波倍電圧電源を使用す
るのが一般であり、瞬時アノード電流は零から
1A位までの変動を繰り返している。このように
雑音を減らす目的で第3電極に負の高電位を与え
ようとすると動作安定度がやや低下し、逆に第3
電極電位を低めると雑音が出やすいという相反す
る傾向がある。
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、雑
音の低減を図ると共に、発振の安定性が向上し、
且つ第3電極用の外部電源が不要なマグネトロン
装置を提供することを目的とする。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳
細に説明する。一般に第3電極のバイアス電圧に
よつて雑音の低減が必要なのは、アノード電流が
例えば約0.15A以下だけの範囲でよく、アノード
電流が0.2A以上においては第3電極のバイアス
電圧をかけない方が、第5図のマグネトロン安定
度との関係に見る如く望ましい。即ち、第8図に
マグネトロンのアノード電流とアノード電圧の特
性の1例を示すが、この第8図から明らかなよう
に、アノード電流例えば1A(通常、電子レンジで
使用されている半波倍電圧電源にて発生するほぼ
最大瞬時アノード電流)におけるアノード電圧
と、アノード電流0.15Aにおけるアノード電圧と
の差は約500V生ずることが判る。この電位差が
第3電極のバイアス電圧として加われば、雑音の
低減に充分役立つことが第4図より判る。従つ
て、第3電極とアノード間の電圧が常にアノード
電圧の最大値にほぼ保たれるようにすれば、アノ
ード電流の少ない時は第3電極のバイアス電圧
(カソードに対する負電位)が大きく、雑音を充
分低減することができ、又、アノード電流が増加
すると第3電極のバイアス電圧は零に近ずき、発
振の安定性低下への影響を少なくできる。
そこで、この発明ではマグネトロンの第3電極
のバイアス電圧(電位)は、低アノード電流のと
き負の高電位となり、高アノード電流のとき零も
しくは負の低電位になるように設定している。そ
のために、この発明の実施例においては、第9図
に示すような電源回路を用いている。図中、61
はリーケージトランスであり、1次側の巻線L1
は商用電源に接続され、2次側にはカソード加熱
用巻線L2、高圧巻線L3を有しており、独立した
第3電極用巻線は存在しない。前記カソード加熱
用巻線L2は、上記第2図及び第3図と同様な第
3電極を有するマグネトロン62のカソードKに
接続されている。又、前記高圧巻線L3の一端は
接地され、他端は直列にコンデンサC1を介し順
方向の整流器SR1のアノード極とともにマグネト
ロン62のカソードKに接続されている。整流器
SR1のカソード極は接地されている。更にマグネ
トロン62の第3電極Dは、順方向の整流器SR2
を介してカソードKに接続されると共に、コンデ
ンサC2を介して接地されている。又、マグネト
ロン62のアノードAも接地されている。尚、上
記のコンデンサC1は0.5μF、コンデンサC2は
0.05μFである。
さて、動作時には、時間の経過につれて各部つ
まり1―2間、A―K間、アノードA、A―D間
の電圧又は電流波形はそれぞれ第10図a〜dに
示すようになり、同図bおよびcの波形からeb
―ib波形(リサージユ波形)は第11図に示すよ
うになる。そして、A―K間、A―D間には、T
=T2において最大値ebm(例えば−4kV)とな
り、次にT=T3になると、A―K間の電圧は整
流器SR1の順方向電圧となるため、T=T1と同じ
0Vとなる。しかるにA―D間の電圧は、整流器
SR2が、アノードAからみて順方向であるけれど
もコンデンサC2の電荷の極性に対しては逆方向
であることと、第3電極Dからは電子放出がない
こと(電子放出がある場合にはコンデンサC2の
チヤージはなにがしかデイスチヤージされる)に
より一定不変のため、D―K間の電位差(電圧)
はカソードKに対して第3電極Dが負の電位とな
り約4kVとなる。実際には第11図において、矢
印を付した部分即ち各ibの値に対して、矢印の付
いている縦軸の値(ib=0のときには約4kV、ib
=ibmのときには0V)がD―K間に加わること
になる。
この発明のマグネトロン装置は上記説明及び図
示のように構成され、第9図に示すような電源回
路を使用しているため、雑音の低減を図ると共
に、発振の安定性が向上し、且つ第3電極用の外
部電源が不要となつた。即ち、雑音の多く発生す
るib=0〜0.1Aの範囲では第3電極のバイアス電
圧が負の高電位で雑音低減効果大であり、ibの大
きい範囲では第3電極のバイアス電圧が低くな
り、マグネトロンの発振の安定性が低下すること
がない。又、整流器SR2とコンデンサC2は数kV
の耐電圧特性のものでよく比較的安価に構成する
ことができる。
尚、第12図、第14図及び第15図はこの発
明の変形例を示したもので、上記実施例と同様効
果が得られる。
即ち、第12図の場合は、上記実施例(第9
図)におけるコンデンサC2に並列に抵抗Rを追
加接続したもので、時定数γ=C2R=100msec位
に選んでいる。この抵抗Rを付加した場合には、
コンデンサC2にチヤージされた電荷は抵抗Rを
通じてデイスチヤージするために、第13図の
ebm′のように変化する。すなわち、ibが0から
最大値(ibm)まで増加する間(第10図のT1か
らT2までの間)は、第13図の縦方向矢印の電
位差で変化するバイアス電圧がD―K間にかか
る。そして、ibが最大値(ibm)から減少する間
(第10図のT2からT3までの間)は上記のバイア
ス電圧すなわち第13図の縦方向矢印の電位差
に、さらに同図のebmとebm′との電位差分を加
えたバイアス電圧がかかる。
このようにしてカソードに対して第3電極に
は、低アノード電流のときに負の高電位、高アノ
ード電流のときに零又はごくわずかの負電位のバ
イアスがかかるように変化する。そのためD―K
間に加わる最大電圧は、ebmでなくebm′となる
(ebm′<ebm)。例えばebm=4kVに対して
ebm′は約3kVとなる。こうしてD―K間に加わ
る最大電圧を下げることにより、D―K間の絶縁
破壊の回避に役立つ。
又、一般にマグネトロンは雑音及び高調波の漏
洩防止のため、チヨークコイルと貫通型コンデン
サを内蔵したシールドボツクスを装着して電子レ
ンジのメーカーに供給されている。従つて、この
シールドボツクス内に、第3電極へ電圧を印加す
る整流器SR2とコンデンサC2(あるいは抵抗R)
とからなる回路を設ければ、電子レンジの電源装
置を何ら変えることなく雑音の低減を図つたレン
ジを完成することができる。この例が第14図と
第15図であり、図中63がシールドボツクスで
ある。そして、このシールドボツクス63内に、
上記整流器SR2とコンデンサC2は勿論のこと、チ
ヨークコイル64や貫通型コンデンサ65が設け
られている。
以上説明したようにこの発明によれば、工業的
価値大なるマグネトロン装置を提供することがで
きる。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a magnetron device, and particularly to a power supply circuit thereof. In general, magnetrons that apply a magnetic field at right angles to an electric field are now widely used in electronic equipment, such as microwave ovens, to which magnetrons are attached, and as a result, regulations on noise leakage are becoming stricter. Internationally, this noise regulation is being implemented or under consideration in each country based on the recommendations of the International Special Committee on Radio Disorders (CISPR). Therefore, measures to reduce the noise generated from the magnetron itself have become even more desirable. By the way, the cause of low frequency noise (e.g. below 100MHz) generated by magnetrons is
I have the following idea. That is, FIG. 1 schematically shows the anode vane 26 and cathode 25 that constitute the coaxially arranged anode of the magnetron.
When a high voltage of several thousand volts is applied between the cathode and the anode with the anode vane 26 as positive, and thermionic electrons are emitted from the cathode 25, in the electron action space 39, due to the space charge near the cathode, the dotted line curve in the figure As shown by a, the potential distribution has a downward concave portion that is more negative than the cathode potential. On the other hand, as shown by arrow B, a DC magnetic field of 1000 to 2000 Gauss is applied to the electron action space 39 in the cathode axial direction, so the electrons leaving the cathode 25 are moved to the cathode 2 by the action of the electric and magnetic fields.
orbit around 5. Especially for orthogonal electromagnetic fields,
Since the electrons travel a long distance, there is a high probability that the electrons will collide with residual gas, and they generate significantly more positive ions than other straight tubes. The generated positive ions flow into the valley of the potential distribution shown by curve a, that is, the potential minimum (indicated by the symbol m in the figure), and the electrons in the space charge and positive ions gradually become neutralized, and as a result, this The potential near the valley rises to a potential equal to or slightly higher than that of the cathode 25, as indicated by the symbol n. In this state, the potential distribution in the working space becomes like a solid line curve b. Positive ions flow into the cathode. In the next step, a potential valley m is again formed by space charges. This series of processes is repeated periodically. As a result, a complicated pulsation phenomenon occurs in the current between the cathode and the anode, that is, the anode current, and it can be assumed that this leaks into the external circuit as noise. Such noise mainly appears as so-called line noise that leaks along the input line, causing various radio interference. Therefore, as one measure to reduce such noise, by providing a third electrode near the cathode and applying a negative potential of several tens to several hundreds of volts to the third electrode with respect to the cathode, it is possible to eliminate the valleys in the potential distribution, that is, the potential.・The positive ions that gather to the minimum m are
It is considered that the noise caused by positive ions can be reduced by capturing them with electrodes. This example is shown in FIGS. 2 and 3, and FIG. 3 is an enlarged view of the main part of FIG. 2. That is, the rod-shaped cathode support 32 arranged on the tube axis
At one end, there is a cathode end chip 53, a third
An electrode end tip 52 and an end hat 51a are fixed, and the other end is fixed to a terminal plate 35a following the cathode terminal 35. A cylindrical cathode support 33 and a cylindrical third electrode support 57 are coaxially arranged at a predetermined interval on the outside of the rod-shaped cathode support 32 on the cathode stem side. Another cathode end chip 56 is fixed to one end, and the other end is connected to the cathode terminal 3.
It is fixed to 4. Further, another third electrode end tip 59 is fixed to one end of the cylindrical third electrode support 57, and the other end hat 51b is fixed to this end tip 59.
The other end of the electrode support 57 is fixed to a cathode terminal 58. A thorium-tungsten directly heated cathode 25 wound into a coil is disposed on the output side of the rod-shaped cathode support 32, and both ends thereof are fixed to cathode end chips 53 and 56, respectively. Furthermore, near the cathode 25,
A coiled third electrode 60 is disposed between the lines of the cathode 25, and both ends thereof are fixed to the third electrode end tips 52 and 59, respectively. This third electrode 60 is made of, for example, W, Mo,
It is made of a single substance or an alloy selected from refractory metals such as Ta and Ti, and the cathode 2
5 and at a position that does not impede the flow of electrons from the cathode 25 to the anode.
As described above, the coiled filaments of the cathode 25 and the coiled filaments of the third electrode 60 are alternately arranged so that their respective outer peripheral surfaces are on the same or substantially the same surface. In the figure, 26 is an anode vane, 27 is an anode cylinder, and 28 is a strap ring, which constitute a plurality of cavity resonators and form an anode as a whole. Also, 2
9 is an output part, 29a is an antenna conductor, 30 is a pole piece, 31, 31a, 31b is an insulating cylinder, 3
9 is an electron action space, 54 is an exhaust pipe, and 55 and 56 are insulating rings. Next, the operation will be described. The cathode 25 is heated and emits thermoelectrons. A high voltage of several thousand volts is applied between the cathode 25 and the anode vane 26, and a DC magnetic field of approximately 1500 gauss of magnetic flux parallel to the tube axis is applied to the electron action space 39, causing oscillation. do. The microwave energy generated in the cavity resonator is transmitted from the output section 29 to an external load through the antenna conductor 29a. Now, when the cathode 25 is heated, the emitted electrons cause the front surface of the cathode 25 to be approximately several 10 μm to several
A potential valley m is formed around 100 μm (in the absence of the third electrode), but if the third electrode 60 is set to a negative potential of, for example, about 10 to 100 V with respect to the cathode 25, the potential valley m is formed. The positive ions that gather toward m are immediately captured by the third electrode 60 because the third electrode 60 has a more negative potential than this. In other words, the positive ions do not stay near the cathode but flow into the third electrode 60, and the unstable electron-ion neutralization phenomenon near the cathode does not occur. As a result, noise below 100MHz is significantly reduced. An example of this noise reduction result is shown in FIG. By the way, if the potential of the third electrode is set to a high negative potential, it will be very effective in reducing noise.
It has been found that the more negative the potential, the more the stability of the magnetron's oscillation tends to suffer. An example is shown in FIG. That is, as is clear from FIG. 5, as the absolute value of the bias voltage of the third electrode increases, the maximum anode current for stable oscillation decreases. On the other hand, when examining the relationship between anode current and noise, as shown in Figures 6 and 7, continuous wave magnetrons generally generate large noise when the anode current is small, for example, about 0.15A or less, and about 0.2A. It can be seen from the above that the noise is rapidly decreasing. Therefore, if the anode current is always used at approximately 0.2A or more, noise will be generated very little and there will be few problems, but in actual microwave ovens, the anode power supply is a half-wave voltage doubler power supply due to cost reasons. is generally used, and the instantaneous anode current ranges from zero to
It has repeatedly fluctuated up to 1A. If you try to apply a negative high potential to the third electrode for the purpose of reducing noise in this way, the operation stability will decrease slightly, and conversely, the
There is a contradictory tendency that lowering the electrode potential tends to generate noise. This invention was made in view of the above circumstances, and aims to reduce noise and improve the stability of oscillation.
Another object of the present invention is to provide a magnetron device that does not require an external power source for the third electrode. Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Generally, it is necessary to reduce noise by applying the bias voltage of the third electrode only when the anode current is approximately 0.15A or less, and when the anode current is 0.2A or more, it is better not to apply the bias voltage of the third electrode. , is desirable as seen from the relationship with the magnetron stability in FIG. That is, Fig. 8 shows an example of the characteristics of the anode current and anode voltage of a magnetron. It can be seen that the difference between the anode voltage at approximately the maximum instantaneous anode current generated in the power supply and the anode voltage at an anode current of 0.15A is approximately 500V. It can be seen from FIG. 4 that if this potential difference is applied as a bias voltage to the third electrode, it is sufficiently effective in reducing noise. Therefore, if the voltage between the third electrode and the anode is always kept almost at the maximum value of the anode voltage, the bias voltage of the third electrode (negative potential with respect to the cathode) will be large when the anode current is low, and noise will be reduced. can be sufficiently reduced, and as the anode current increases, the bias voltage of the third electrode approaches zero, so that the influence on deterioration of oscillation stability can be reduced. Therefore, in the present invention, the bias voltage (potential) of the third electrode of the magnetron is set so that it becomes a negative high potential when the anode current is low, and becomes zero or a negative low potential when the anode current is high. For this purpose, in the embodiment of the present invention, a power supply circuit as shown in FIG. 9 is used. In the figure, 61
is a leakage transformer, and the primary winding L 1
is connected to a commercial power source, and has a cathode heating winding L 2 and a high voltage winding L 3 on the secondary side, and there is no independent third electrode winding. The cathode heating winding L2 is connected to a cathode K of a magnetron 62 having a third electrode similar to that shown in FIGS. 2 and 3 above. Further, one end of the high voltage winding L3 is grounded, and the other end is connected in series to the anode pole of the forward rectifier SR1 and to the cathode K of the magnetron 62 via a capacitor C1 . rectifier
The cathode of SR 1 is grounded. Further, the third electrode D of the magnetron 62 is a forward rectifier SR 2
It is connected to the cathode K via the capacitor C2 and grounded via the capacitor C2 . Further, the anode A of the magnetron 62 is also grounded. In addition, the capacitor C1 above is 0.5μF, and the capacitor C2 is
It is 0.05μF. Now, during operation, as time passes, the voltage or current waveforms of each part, that is, between 1 and 2, between A and K, between anode A, and between A and D, become as shown in Figures 10a to d, and Figure 10b. From the waveform of and c, eb
-ib waveform (Lissajyu waveform) is as shown in FIG. And, between A and K and between A and D, there is a T.
The maximum value ebm (e.g. -4kV) is reached at = T 2 , and then when T = T 3 , the voltage between A and K becomes the forward voltage of rectifier SR 1 , so it is the same as T = T 1 .
It becomes 0V. However, the voltage between A and D is
Although SR 2 is in the forward direction as seen from the anode A, it is in the opposite direction with respect to the polarity of the charge on the capacitor C 2 , and there is no electron emission from the third electrode D (if there is electron emission, Since the charge of capacitor C2 remains constant due to some discharge, the potential difference (voltage) between D and K
The third electrode D has a negative potential with respect to the cathode K, which is about 4 kV. Actually, in Fig. 11, the value on the vertical axis with an arrow (about 4 kV when ib = 0, ib
= 0V for IBM) will be applied between D and K. The magnetron device of the present invention is constructed as described above and shown in the drawings, and uses a power supply circuit as shown in FIG. 9, thereby reducing noise, improving oscillation stability, and External power supply for electrodes is no longer required. That is, in the range of ib = 0 to 0.1 A where a lot of noise occurs, the bias voltage of the third electrode has a negative high potential and has a large noise reduction effect, and in the range of large ib, the bias voltage of the third electrode becomes low. The stability of magnetron oscillation does not deteriorate. Also, rectifier SR 2 and capacitor C 2 are several kV
It can be constructed at a relatively low cost. Incidentally, FIGS. 12, 14, and 15 show modifications of the present invention, and the same effects as in the above embodiment can be obtained. That is, in the case of FIG. 12, the above embodiment (No. 9
A resistor R is additionally connected in parallel to the capacitor C 2 in Figure), and the time constant γ = C 2 R = approximately 100 msec. When this resistance R is added,
The electric charge charged in the capacitor C2 is discharged through the resistor R, as shown in Fig. 13.
It changes like ebm′. In other words, while ib increases from 0 to the maximum value (ibm) (from T 1 to T 2 in Figure 10), the bias voltage that changes with the potential difference shown by the vertical arrow in Figure 13 changes between D and K. It takes. Then, while ib decreases from the maximum value (ibm) (from T 2 to T 3 in Figure 10), the above bias voltage, that is, the potential difference shown by the vertical arrow in Figure 13, is applied, and ebm in the same figure A bias voltage is applied by adding the potential difference with ebm′. In this way, the third electrode is biased to a high negative potential when the anode current is low, and to zero or a very small negative potential when the anode current is high. Therefore D-K
The maximum voltage applied between them is not ebm but ebm′ (ebm′<ebm). For example, for ebm=4kV
ebm′ is approximately 3kV. By lowering the maximum voltage applied between D and K in this manner, dielectric breakdown between D and K can be avoided. In addition, magnetrons are generally supplied to microwave oven manufacturers with a shield box containing a choke coil and a feedthrough capacitor in order to prevent leakage of noise and harmonics. Therefore, within this shield box, there is a rectifier SR 2 and a capacitor C 2 (or a resistor R) that applies voltage to the third electrode.
By providing a circuit consisting of the following, it is possible to complete a microwave oven with reduced noise without making any changes to the power supply of the microwave oven. Examples of this are shown in FIGS. 14 and 15, where 63 is a shield box. And inside this shield box 63,
In addition to the rectifier SR 2 and capacitor C 2 , a choke coil 64 and a feedthrough capacitor 65 are provided. As explained above, according to the present invention, a magnetron device with great industrial value can be provided.
第1図はマグネトロンにおける雑音の発生機構
を示す模式図、第2図は雑音を低減させるために
第3電極を設けたマグネトロンの1例を示す断面
図、第3図は第2図の要部を拡大して示す断面
図、第4図は第3電極のバイアス電圧による雑音
低減を示す特性曲線図、第5図は第3電極のバイ
アス電圧のマグネトロン発振の安定性に対する影
響を示す特性曲線図、第6図及び第7図はアノー
ド電流による雑音の変化を示す特性曲線図、第8
図はアノード電流対アノード電圧特性を示す特性
曲線図、第9図はこの発明のマグネトロン装置に
用いる電源回路を示す回路構成図、第10図a〜
dは第9図の電源回路における各部の電圧又は電
流を示す波形図、第11図は同じくリサージユ波
形図、第12図、第14図、第15図はこの発明
の変形例を示す回路構成図、第13図は第12図
の電源回路におけるリサージユ波形図である。
25,K…カソード、26…アノードベイン、
27…アノードシリンダー、28…ストラツプリ
ング、39…電子作用空間、60,D…第3電
極、61…リーケージトランス、62…マグネト
ロン、L1…巻線、L2…カソード加熱用巻線、L3
…高圧巻線、C1,C2…コンデンサ、SR1,SR2…
整流器、A…アノード。
Figure 1 is a schematic diagram showing the noise generation mechanism in a magnetron, Figure 2 is a cross-sectional view of an example of a magnetron equipped with a third electrode to reduce noise, and Figure 3 is the main part of Figure 2. FIG. 4 is a characteristic curve diagram showing noise reduction due to the bias voltage of the third electrode, and FIG. 5 is a characteristic curve diagram showing the influence of the third electrode bias voltage on the stability of magnetron oscillation. , FIGS. 6 and 7 are characteristic curve diagrams showing changes in noise due to anode current, and FIG.
The figure is a characteristic curve diagram showing the anode current vs. anode voltage characteristic, Figure 9 is a circuit configuration diagram showing the power supply circuit used in the magnetron device of the present invention, and Figures 10a to 10 are
d is a waveform diagram showing the voltage or current of each part in the power supply circuit of FIG. 9, FIG. 11 is a Lissage waveform diagram, and FIGS. 12, 14, and 15 are circuit configuration diagrams showing modifications of the present invention. , FIG. 13 is a resurge waveform diagram in the power supply circuit of FIG. 12. 25, K... cathode, 26... anode vane,
27... Anode cylinder, 28... Strap ring, 39... Electron action space, 60, D... Third electrode, 61... Leakage transformer, 62... Magnetron, L 1 ... Winding wire, L 2 ... Winding wire for cathode heating, L 3
…High voltage winding, C 1 , C 2 … Capacitor, SR 1 , SR 2 …
Rectifier, A...anode.
Claims (1)
ードのまわりに同軸状に配置された空胴共振器内
蔵のアノード、これらカソード及びアノード間の
電子作用空間にカソード軸に平行な磁界を与える
磁石を備えるマグネトロンと、 上記マグネトロンのカソード及びアノード間
に、脈流のアノード電圧を印加する電源回路装置
とを具備してなるマグネトロン装置において、 上記マグネトロンは、カソードの螺旋間に該螺
旋と接触することなく螺旋状の第3電極が設けら
れてなり、 上記電源回路装置は、コンデンサC2と、アノ
ードAからみて順方向の整流器SR2との直列回路
が、マグネトロンのアノードAとカソードKとの
間に並列接続され、前記コンデンサC2と順方向
整流器SR2との接続点がマグネトロン62の第3
電極Dに接続されてなることを特徴とするマグネ
トロン装置。[Scope of Claims] 1. A spirally wound directly heated cathode, an anode with a built-in cavity resonator arranged coaxially around the cathode, and an electron action space between the cathode and the anode along the cathode axis. In a magnetron device comprising a magnetron equipped with a magnet that provides a parallel magnetic field, and a power supply circuit device that applies a pulsating anode voltage between the cathode and anode of the magnetron, A spiral third electrode is provided without contacting the spiral, and the power supply circuit device has a series circuit including a capacitor C 2 and a rectifier SR 2 in the forward direction when viewed from the anode A, and the series circuit is connected to the anode A of the magnetron. and the cathode K, and the connection point between the capacitor C 2 and the forward rectifier SR 2 is the third one of the magnetron 62.
A magnetron device characterized by being connected to an electrode D.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17771281A JPS5880245A (en) | 1981-11-05 | 1981-11-05 | Magnetron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17771281A JPS5880245A (en) | 1981-11-05 | 1981-11-05 | Magnetron |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5880245A JPS5880245A (en) | 1983-05-14 |
| JPS6316853B2 true JPS6316853B2 (en) | 1988-04-11 |
Family
ID=16035785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17771281A Granted JPS5880245A (en) | 1981-11-05 | 1981-11-05 | Magnetron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5880245A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0655339U (en) * | 1992-10-28 | 1994-08-02 | 三五 久野 | Irrigation equipment |
| US11408062B2 (en) | 2015-04-28 | 2022-08-09 | Consolidated Engineering Company, Inc. | System and method for heat treating aluminum alloy castings |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030013038A (en) * | 2001-08-06 | 2003-02-14 | 이법재 | A power supplier for a filament of a magnetron tube |
-
1981
- 1981-11-05 JP JP17771281A patent/JPS5880245A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0655339U (en) * | 1992-10-28 | 1994-08-02 | 三五 久野 | Irrigation equipment |
| US11408062B2 (en) | 2015-04-28 | 2022-08-09 | Consolidated Engineering Company, Inc. | System and method for heat treating aluminum alloy castings |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5880245A (en) | 1983-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2276806A (en) | High frequency apparatus | |
| US3315121A (en) | Crossed-field electric discharge device | |
| CN101454863A (en) | Power generator for spectrometry | |
| GB683474A (en) | Electron optical system for cathodes of electron beam tubes | |
| US7023137B2 (en) | Magnetron | |
| KR0176847B1 (en) | magnetron | |
| EP1131840A1 (en) | Low-power wide-bandwidth klystron | |
| US2912616A (en) | Pulsed-cathode electron gun | |
| Sloan | A radiofrequency high-voltage generator | |
| EP1316101A1 (en) | Voltage reducing means for linear beam device having multi-stage depressed collector | |
| JPS6316853B2 (en) | ||
| US4489254A (en) | Magnetron | |
| US3723798A (en) | Traveling wave tube power supply | |
| US2721953A (en) | Electron discharge device | |
| KR870000689B1 (en) | An electron tube | |
| GB804437A (en) | Improvements in and relating to travelling-wave electron discharge devices | |
| US2271666A (en) | Controlled electrical discharge device | |
| US1851549A (en) | Method and apparatus for power amplification | |
| US2430309A (en) | Electronic discharge device | |
| US5170112A (en) | Power supply device for supplying power to a filament of a radar transmitter | |
| US2164538A (en) | Gas discharge tube and circuits | |
| US2227909A (en) | Electron discharge apparatus | |
| KR100210065B1 (en) | Magnetron cathode structure | |
| JPS6323613B2 (en) | ||
| JPS6316852B2 (en) |