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JPH0665147B2 - High frequency heating device - Google Patents
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JPH0665147B2 - High frequency heating device - Google Patents

High frequency heating device

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JPH0665147B2
JPH0665147B2 JP11733787A JP11733787A JPH0665147B2 JP H0665147 B2 JPH0665147 B2 JP H0665147B2 JP 11733787 A JP11733787 A JP 11733787A JP 11733787 A JP11733787 A JP 11733787A JP H0665147 B2 JPH0665147 B2 JP H0665147B2
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high frequency
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core
magnetron
transformer
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  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高周波電力を昇圧トランスで昇圧して、マグ
ネトロンに供給する高周波加熱装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency heating device that boosts high-frequency power with a step-up transformer and supplies it to a magnetron.

従来の技術 近年、高周波加熱装置において、マグネトロンの電源装
置の小形軽量化、低コスト化をはかるためインバータ回
路で商用周波数を一旦高周波化した後に昇圧してマグネ
トロンに印加する電源方式が検討されており、これをイ
ンバータ電源と呼んでいる。一般にマグネトロンは入力
端子側すなわちカソードステム側からの電源漏洩を防止
するためにマグネトロンのカソードステムを覆うシール
ドケース内に設けたチョークコイルや、貫通コンデンサ
によりフィルター回路を構成している。しかるに、電源
として例えば20kHz以上の周波数を用いるインバータ
電源を用いると、この高周波化された電力自身がフィル
ター回路で抑制されてマグネトロンに供給され難くなる
という問題が生ずる。第5図は従来の公報に見られるイ
ンバータ電源を用いた高周波加熱装置の要部断面図で、
上記問題を解決することを目的として提案されたもので
ある。第5図において14は発振管で、発振管14は一
方の端部にアンテナ19、他方の端部にカソードステム
20を設け、このカソードステム20には夫々カソード
端子21,22を設けている。前記カソードステム20
を取り囲み、前記発振管14と電気的に接続された非磁
性体の導電体で形成されたシールドケース23により、
シールドケース23の内側と外側とは高周波的に完全に
しゃ断される構成になっている。このシールドケース2
3の壁面23aを介して夫々外に昇圧トランス6の1次
側巻線6aとこれを巻回した1次側コア24を、内側に
高圧2次側巻線6bと低圧2次側巻線6cとこれを巻回
した2次側コア25を対向して配置する構成としたもの
である。本引例の場合、1次側コア24と2次側コア2
5は、シールドケース23の壁面23aを介して夫々外
側と内側に相互誘導による電磁結合するように配置し、
これによりマグネトロンの入力ステム側からの高周波の
漏洩を防止と、マグネトロンへの高周波化された電力の
供給を同時に実現できるとしている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a high-frequency heating device, a power supply system in which a commercial frequency is once increased by an inverter circuit and then boosted and applied to the magnetron is being studied in order to reduce the size, weight and cost of the magnetron power supply. , This is called the inverter power supply. In general, a magnetron forms a filter circuit by a choke coil or a feedthrough capacitor provided in a shield case that covers the cathode stem of the magnetron in order to prevent power leakage from the input terminal side, that is, the cathode stem side. However, when an inverter power supply using a frequency of 20 kHz or more is used as the power supply, there arises a problem that the high frequency power itself is suppressed by the filter circuit and is difficult to be supplied to the magnetron. FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a high-frequency heating device using an inverter power source, which is seen in a conventional publication.
It is proposed for the purpose of solving the above problems. In FIG. 5, reference numeral 14 denotes an oscillating tube. The oscillating tube 14 is provided with an antenna 19 at one end and a cathode stem 20 at the other end, and the cathode stem 20 is provided with cathode terminals 21 and 22, respectively. The cathode stem 20
And a shield case 23 formed of a non-magnetic conductor that is electrically connected to the oscillation tube 14
The inside and outside of the shield case 23 are completely cut off at high frequencies. This shield case 2
The primary side winding 6a of the step-up transformer 6 and the primary side core 24 wound around the primary side winding 6a and the high voltage secondary side winding 6b and the low voltage secondary side winding 6c are provided on the inside through the wall surfaces 23a of No. And the secondary side core 25 wound with this is arranged to face each other. In the case of this reference, the primary core 24 and the secondary core 2
5 are arranged so as to be electromagnetically coupled by mutual induction to the outside and the inside via the wall surface 23a of the shield case 23,
As a result, it is said that it is possible to prevent leakage of high frequencies from the input stem side of the magnetron and to simultaneously supply high-frequency power to the magnetron.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成は、一見説明通りの働
きをするように見えるが、次に述べるような理由によ
り、その構成は原理的に矛盾しており引例説明のままで
は実現不可能な仮想の構成に過ぎない。
Problems to be Solved by the Invention However, although the above-described configuration seems to work as described at first glance, the configuration is in principle inconsistent due to the reason described below, and therefore, the description of the reference is omitted. It is just a virtual configuration that cannot be realized as it is.

すなわち、引例の説明によれば、発振管14の一端に設
けられたカソードステム20を取り囲むシールドケース
23は非磁性体の導電体で形成されており、このシール
ドケース23の壁面23aを介して外と内に昇圧トラン
スの1次側と2次側が配置されている。この場合、カソ
ードステム20からの高周波の漏洩は確かに防止できる
が、昇圧トランス6の1次側と2次側も同時にシールド
されて電磁エネルギーの伝達はなされず、相互誘導によ
なるものは存在しない。何故ならシールドケース23の
壁面23aは導電体で構成されているから、昇圧トラン
ス6の1次巻線6aに流れる高周波電流により発生する
磁界は、シールドケース23の壁面23aに誘導電流す
なわち 電流を発生し、その電気エネルギーはこの 電流によるジュール熱として消費されて、昇圧トランス
6の2次側巻線6b,6cには伝わらないか、もしくは
大巾に減衰してしまうからである。この現象を別の視点
から説明すれば、導電体で構成されたシールドケース2
3は、昇圧トランス6に短絡された第3の2次巻線を付
加したのと同等で、この短絡された2次巻線に流れる短
絡電流でその電気エネルギーがほとんど消費されてしま
う状態と考えても良い。いずれにしても従来例の構成は
シールドケース23に従来例説明から理解される手段で
は物理的に実現不可能な作用を持たせている点で、単な
る空想上の構成であると言わざるを得ない。
That is, according to the description of the reference, the shield case 23 surrounding the cathode stem 20 provided at one end of the oscillation tube 14 is formed of a non-magnetic conductor, and is shielded via the wall surface 23 a of the shield case 23. The primary side and the secondary side of the step-up transformer are arranged inside the. In this case, the high frequency leakage from the cathode stem 20 can be surely prevented, but the primary side and the secondary side of the step-up transformer 6 are also shielded at the same time, and the electromagnetic energy is not transmitted. There is no such thing. Because the wall surface 23a of the shield case 23 is made of a conductor, the magnetic field generated by the high-frequency current flowing through the primary winding 6a of the step-up transformer 6 causes an induced current to the wall surface 23a of the shield case 23. It produces an electric current whose electrical energy is This is because it is consumed as Joule heat due to the electric current and is not transmitted to the secondary windings 6b and 6c of the step-up transformer 6 or is greatly attenuated. To explain this phenomenon from another point of view, the shield case 2 made of a conductor is used.
3 is equivalent to adding a short-circuited third secondary winding to the step-up transformer 6, and it is considered that the electric energy is almost consumed by the short-circuit current flowing in the short-circuited secondary winding. May be. In any case, it must be said that the configuration of the conventional example is merely a fantasy configuration in that the shield case 23 has a function that cannot be physically realized by the means understood from the description of the conventional example. Absent.

本発明は、従来例が解決しようとした問題を、物理的に
意味ある形で実現したもので、マグネトロンのカソード
ステム20側からの高周波の漏洩防止と、高周波化した
電源によるマグネトロンへの電力供給の両方を同時に実
現することを目的としたものである。
The present invention realizes the problems that the conventional example has attempted to solve in a physically meaningful manner. It prevents leakage of high frequencies from the side of the cathode stem 20 of the magnetron and supplies power to the magnetron with a high-frequency power source. It is intended to realize both of these simultaneously.

問題点を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明の高周波加熱装置は、
マグネトロンのカソードステム20を覆いシールドケー
スの壁面の一部又は全部を金属箔よりなるハニカムで構
成し、この壁面部分を介してシールドケースの内と外に
昇圧トランスの2次側と1次側を分割する構成としたも
のである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the high-frequency heating device of the present invention is
A part or all of the wall surface of the shield case that covers the cathode stem 20 of the magnetron is made of a honeycomb made of a metal foil, and the secondary side and the primary side of the step-up transformer are provided inside and outside the shield case through the wall surface portion. It is configured to be divided.

作用 本発明は上記の構成により、マグネトロンのカソードス
テム側から漏洩するマイクロ波及び高周波電波雑音をシ
ールドケース内にとじ込める一方で、このシールドケー
ス内に配置した昇圧トランスの2次側回路と、外に配置
した1次側回路が互いにトランスとして動作し、インバ
ータで高周波化された電力をマグネトロンに供給できる
ようにしたものである。
Effect of the Invention With the above-described configuration, the present invention can confine microwaves and high-frequency radio noise leaking from the cathode stem side of the magnetron into the shield case, and at the same time, the secondary side circuit of the step-up transformer arranged inside the shield case and the external circuit. The primary side circuits arranged in the above are operated as a transformer with each other, and the high frequency electric power can be supplied to the magnetron by the inverter.

実施例 以下、本発明の実施例を添付の図面にもとづいて説明す
る。第1図は本発明の一実施例による高周波加熱装置の
要部断面図、第2図(a)は第1図で示した要部を含む本
発明の一実施例による高周波加熱装置の概略の回路構成
を示す回路図である。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view of a main part of a high-frequency heating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) is a schematic view of a high-frequency heating apparatus according to an embodiment of the present invention including the main part shown in FIG. It is a circuit diagram which shows a circuit structure.

第2図(a)において、商用周波数の電源1で供給された
電力は、整流回路3で整流された後、インダクタンス5
とコンデンサー4からなるローパスフィルターを介し
て、コンデンサー8、ダイオード9及びスイッチング素
子であるトランジスタ10よりなるインバータ回路に供
給される。トランジスタ10は制御回路11の出力する
高周波パルスでオン・オフ制御される。
In FIG. 2 (a), the electric power supplied from the commercial frequency power source 1 is rectified by the rectifier circuit 3 and then the inductance 5
It is supplied to an inverter circuit including a capacitor 8, a diode 9 and a transistor 10 which is a switching element through a low-pass filter including a capacitor 4 and a capacitor 4. The transistor 10 is on / off controlled by a high frequency pulse output from the control circuit 11.

前記インバータ回路で例えば20kHz程度の高周波に変
換された後、昇圧トランス7の1次巻線7aに供給され
た電圧は、2次巻線7b,7cにそれぞれマグネトロン
の陽極電圧及びカソード電圧として誘起され、マグネト
ロン13に印加される。第1図において、14はマグネ
トロンの管球本体である発振管で、この発振管14は一
方の端部にアンテナ19、他方の端部にカソードステム
20を設けている。このカソードステム20には夫々カ
ソード端子21,22を設けている。このカソードステ
ム20を覆うシールドケース28はその壁面の一部であ
るふた28aがアルミ箔よりなるハニカムコア28bと
誘電体材料よりなる前記ハニカムコア28bの構造支持
体28cで構成されている。
After being converted into a high frequency of about 20 kHz by the inverter circuit, the voltage supplied to the primary winding 7a of the step-up transformer 7 is induced in the secondary windings 7b and 7c as the anode voltage and the cathode voltage of the magnetron, respectively. , Is applied to the magnetron 13. In FIG. 1, reference numeral 14 is an oscillating tube which is a main body of a magnetron, and the oscillating tube 14 has an antenna 19 at one end and a cathode stem 20 at the other end. The cathode stem 20 is provided with cathode terminals 21 and 22, respectively. In the shield case 28 that covers the cathode stem 20, a lid 28a that is a part of the wall surface is composed of a honeycomb core 28b made of aluminum foil and a structural support 28c of the honeycomb core 28b made of a dielectric material.

前記昇圧トランス7は、そのコアが前記シールドケース
23の壁面の一部であるフタ28aにより、シールドケ
ース28の内と外に分割配置され、外の1次側コア7p
には1次巻線7aが、内の2次側コア7sには2次巻線
7b,7cが巻き回されて構成されている。ここでコア
の材質は、周波数の関係からフエライトコアを使うのが
一般的である又それぞれの巻線について言えば、既に説
明の通り1次巻線には、インバータ回路で高周波に変換
された電圧が供給され、2次巻線7b,7cに発生する
高圧及び低圧は、それぞれマグネトロンの陽極電圧及び
カソード電圧としてカソード端子20,21を通じて印
加される。
The step-up transformer 7 is divided into the inside and the outside of the shield case 28 by a lid 28a whose core is a part of the wall surface of the shield case 23, and the outside primary core 7p.
A primary winding 7a is wound around the secondary winding, and a secondary winding 7b, 7c is wound around a secondary core 7s therein. Here, as the material of the core, it is general to use a ferrite core in terms of frequency, and regarding each winding, as already described, the primary winding has a voltage converted to a high frequency by the inverter circuit. The high voltage and the low voltage generated in the secondary windings 7b and 7c are applied as cathode voltage and cathode voltage of the magnetron through the cathode terminals 20 and 21, respectively.

第3図は上記アルミハニカムコア28bの構造の詳細を
説明するためのもので、第3図(a)はアルミハニカムコ
ア28bの一部を略長方形に切り出したものの斜視図、
第3図(b)はアルミハニカムコア28bを形成するセル
(単位構造)一つの拡大図である。ハニカムコアは第3
図(b)の拡大図から理解されるように、アルミ箔32を
はり合せて六角形のセルを構成し、これを多数に連続し
て出来ている。非常に軽量にもかかわらず、相当の機械
強度を持たせることが出来るので、航空機の構造体とし
て使用される他、通気性を保ったままで、電磁波の遮蔽
性能を得られるので、電磁波遮蔽用シールドルームの換
気口等に広く用いられているものである。本実施例の場
合、ハニカムコア28bに使用されるアルミ箔の箔厚S
は、例えばインバータ周波数に20kHzを用いた場合、
この周波数に対するアルミの浸透深さ0.6mmの1/10以
下のものを使用している。ハニカムコア28bのセルサ
イズDとコア高さTは、遮蔽しようとする不要輻射の最
大周波数を基準に選定されるが、本実施例の場合、コア
高さTは1.5mm、セルサイズDは3mm程度の値になっ
ている。
FIG. 3 is for explaining the details of the structure of the aluminum honeycomb core 28b, and FIG. 3 (a) is a perspective view of a part of the aluminum honeycomb core 28b cut out into a substantially rectangular shape,
FIG. 3 (b) is an enlarged view of one cell (unit structure) forming the aluminum honeycomb core 28b. Honeycomb core is third
As can be understood from the enlarged view of FIG. (B), the aluminum foil 32 is laminated to form a hexagonal cell, which is continuously formed in a large number. Despite being extremely lightweight, it can be given a considerable amount of mechanical strength, so it can be used as a structure for aircraft, and it can also shield electromagnetic waves while maintaining breathability. It is widely used for ventilation holes in rooms. In the case of this embodiment, the foil thickness S of the aluminum foil used for the honeycomb core 28b is
For example, when 20kHz is used for the inverter frequency,
We use aluminum with a penetration depth of less than 1/10 of 0.6 mm for this frequency. The cell size D and the core height T of the honeycomb core 28b are selected on the basis of the maximum frequency of unnecessary radiation to be shielded. In the case of this embodiment, the core height T is 1.5 mm and the cell size D is The value is about 3 mm.

次に上記構成の作用について説明する。まず第4図に従
って昇圧トランスの機能に関する説明を行なう。第4図
(a)はシールドケース28のフタ28aの壁面を構成す
るアルミ箔32よりなるハニカムコア28bとこのハニ
カムコア28bによりシールドケース28の内と外に分
割配置された昇圧トランス7及び昇圧トランス7駆動時
に発生する20kHzの高周波磁界の磁束線31との関係
を示している。第4図(b)はハニカムコア28bと磁束
線31との関係を拡大して示したもので、高周波磁界の
磁束線31はハニカムコア28bを構成する各セル(単
位構造)の管軸方向と略平行になっている。
Next, the operation of the above configuration will be described. First, the function of the step-up transformer will be described with reference to FIG. Fig. 4
(a) shows a honeycomb core 28b made of aluminum foil 32 forming the wall surface of the lid 28a of the shield case 28, and a step-up transformer 7 and a step-up transformer 7 which are separately arranged inside and outside the shield case 28 by the honeycomb core 28b. The relationship with the magnetic flux lines 31 of the generated high-frequency magnetic field of 20 kHz is shown. FIG. 4 (b) is an enlarged view showing the relationship between the honeycomb core 28b and the magnetic flux lines 31. The magnetic flux lines 31 of the high frequency magnetic field correspond to the tube axis direction of each cell (unit structure) constituting the honeycomb core 28b. It is almost parallel.

一般に金属に代表される導電体は、磁性体、非磁性体に
かかわらず交流磁界が印加されると、誘導電流が発生す
るがその誘導電流が表面から浸透する深さは有限で、電
流密度Iが、表面電流密度Iの1/eになる深さを、
浸透深さと呼びδ(m)とし、導電体の固有抵抗をρ
(Ω・m)、周波数を(Hz)、比透磁率をμrとする
と、 となる。この浸透深さδを用いて、表面からxの位置の
導体中の電流密度Iは、表面で電流密度をIとして、 I=I-x/δ…………(1) で表わされる。例えば導電体をアルミとすると20kHz
での浸透深さは、0.6mm程度となる。又誘起される電
流の向きは、磁界(磁力線31)の向きに垂直方向とな
る。
In general, a conductor typified by a metal generates an induced current when an alternating magnetic field is applied regardless of whether it is a magnetic substance or a non-magnetic substance, but the depth of penetration of the induced current from the surface is finite, and the current density I Is a depth of 1 / e of the surface current density I O ,
The penetration depth is called δ (m), and the specific resistance of the conductor is ρ
(Ωm), frequency (Hz), relative permeability μr, Becomes Using this penetration depth δ, the current density I in the conductor at the position x from the surface is expressed by I = I O e -x / δ (1) where I O is the current density on the surface. Be done. For example, if the conductor is aluminum, 20kHz
The penetration depth is about 0.6 mm. The direction of the induced current is perpendicular to the direction of the magnetic field (the magnetic force lines 31).

さて第4図(c)は、ハニカムコアを形成する厚さSのア
ルミ箔32とこれに平行に加わる交番磁界の磁力線31
及びアルミ箔32中に誘起される誘導電流の様子を説明
するためのものである。アルミ箔中に誘導される電流
は、(1)式で示されるように表面から指数関数的に減少
するが、その方向は磁界に垂直で、かつ箔の裏表で互い
に逆方向の電流密度I,Iを有している。ところ
で、ハニカム28bを構成するアルミ箔の厚さSは、浸
透深さδ=0.6mmより十分小さな値、例えば浸透深さ
の1/10に選んでいれば、箔の裏表対称で、逆方向に誘起
される電流密度I,Iが互いに打ち消し合って、実
際に流れる電流密度Iは、IとIの差となる。そし
て磁界に平行に置かれたこうしたアルミ箔中に誘起され
る電流は、厚みが実施例のように浸透深さδの1/10以下
の例えば0.02mmといった十分小さい場合、ほとんど
無視できる程度となる。
Now, FIG. 4 (c) shows an aluminum foil 32 having a thickness S forming a honeycomb core and magnetic field lines 31 of an alternating magnetic field applied in parallel therewith.
And the state of the induced current induced in the aluminum foil 32. The current induced in the aluminum foil exponentially decreases from the surface as shown in the equation (1), but its direction is perpendicular to the magnetic field and the current densities I a in the opposite directions on the front and back sides of the foil. , I b . By the way, the thickness S of the aluminum foil forming the honeycomb 28b is a value sufficiently smaller than the penetration depth δ = 0.6 mm, for example, if it is selected to be 1/10 of the penetration depth, it is symmetrical in the front and back of the foil and in the opposite direction. The current densities I a and I b induced by the two cancel each other out, and the current density I actually flowing becomes the difference between I a and I b . The current induced in such an aluminum foil placed parallel to the magnetic field is almost negligible when the thickness is sufficiently small, for example, 0.02 mm, which is 1/10 or less of the penetration depth δ as in the embodiment. Become.

従って、アルミハニカム28bは、昇圧トランス7の1
次側コア7pと2次側コア7sとの間に介在されている
にもかかわらず、20kHzの高周波磁界に対しては、ほ
とんど損失を発生せず、従って、昇圧トランス7はその
機能を十分に発揮する。
Therefore, the aluminum honeycomb 28b is the same as that of the step-up transformer 7.
Despite being interposed between the secondary core 7p and the secondary core 7s, there is almost no loss with respect to a high-frequency magnetic field of 20 kHz, and therefore, the step-up transformer 7 has a sufficient function. Demonstrate.

次にマグネトロン13のシールドケース28の機能につ
いて本発明の作用を説明する。マグネトロン13のカソ
ードステム20から漏洩する不要輻射は、基本波である
2450MHzの高調波以外にも巾広く低い周波数にまで
及ぶが、シールドケース28がそのシールド効果を必要
とするのは広くみて20MHzから20GHz程度の範囲であ
る。
Next, the function of the shield case 28 of the magnetron 13 will be described as to the operation of the present invention. Unwanted radiation leaking from the cathode stem 20 of the magnetron 13 extends to a wide range and low frequencies in addition to the fundamental wave, which is a harmonic of 2450 MHz, but the shield case 28 needs a shielding effect from a wide range of 20 MHz. The range is about 20 GHz.

今20MHzの場合について、ハニカムコア28bを構成
するアルミの浸透深さδを計算すれば、20kHzの場合
の1すなわち約0.02mmとなり、本実施例におけるハ
ニカムコア28bの箔厚と一致する。すなわち周波数が
20MHz以上になれば、ハニカムコア28bを構成する
箔厚0.002mmのアルミ箔も、浸透深さ以上となり、
従って普通のアルミ板としての特性を示すようになる。
その結果、ハニカムコア28bを構成する一つ一つのセ
ルを導波管とみなして、この個々の導波管が漏洩電磁波
に対してカットオフ現象を示すことによって生ずる一般
に知られた遮蔽特性を示すことになる。一方高い方の周
波数についてみれば本実施例の場合、セルサイズDを3
mmに選んでいるから、仮に不要輻射の最高周波数が20
GHzに及んだとしてもセルサイズDは波長λ=15mmの
5分の1となり、十分遮断領域に入っているので、高い
シールド効果を示すことになる。
When the penetration depth δ of the aluminum forming the honeycomb core 28b is calculated for the case of 20 MHz, the case of 20 kHz is calculated. 1 or about 0.02 mm, which corresponds to the foil thickness of the honeycomb core 28b in this embodiment. That is, if the frequency is 20 MHz or more, the 0.002 mm-thick aluminum foil forming the honeycomb core 28b also has the penetration depth or more,
Therefore, it shows the characteristics as a normal aluminum plate.
As a result, each cell constituting the honeycomb core 28b is regarded as a waveguide, and each of the waveguides exhibits a generally known shielding characteristic caused by exhibiting a cut-off phenomenon with respect to leakage electromagnetic waves. It will be. On the other hand, regarding the higher frequency, in the case of this embodiment, the cell size D is 3
Since we have selected mm, the maximum frequency of unwanted radiation is 20
Even if it extends to GHz, the cell size D becomes 1/5 of the wavelength λ = 15 mm, which is sufficiently within the cutoff region, and therefore shows a high shielding effect.

以上の説明から理解されるように、本発明の構成によれ
ば、シールドケース28はマグネトロン13のカソード
ステム20側からの不要輻射の漏洩防止機能を有し、か
つシールドケース28の壁面により分割された昇圧トラ
ンス7もトランスとしての機能を完全に発揮する。
As can be understood from the above description, according to the configuration of the present invention, the shield case 28 has a function of preventing leakage of unnecessary radiation from the cathode stem 20 side of the magnetron 13, and is divided by the wall surface of the shield case 28. The step-up transformer 7 also fully functions as a transformer.

しかも従来の商用周波数をそのまま昇圧する昇圧トラン
スの場合、例えば極一般的な1KW程度の電力を取扱うも
のでも、重量は4Kg、外形寸法も略110×110×7
0mm程度というほとんど鉄の塊で、重量1KW、外形寸法
100×100×80mm程度のマグネトロンと比較して
非常に重くかつ大きいため、単に電源回路全体の重量と
寸法が大きくなるというばかりでなく、昇圧トランスを
マグネトロンのシールドケースと一体化するという事は
不可能であった。しかるに本発明の場合、高周波インバ
ータ回路により数十kHzの高周波に変換していることか
ら、磁気コアもケイ素鋼板からフエライトに変わるとい
ったこともあり、重量400g、外形寸法70×70×
40mm程度の軽量コンパクトに構成されるため、上記実
施例に示すような構成で昇圧トランスをマグネトロンの
シールドケースと一体化が可能となるものである。
Moreover, in the case of a conventional step-up transformer that steps up the commercial frequency as it is, for example, even if it handles a very general electric power of about 1 KW, the weight is 4 Kg and the external dimensions are about 110 × 110 × 7.
It is an iron mass of about 0 mm, and it is very heavy and large compared to a magnetron with a weight of 1 KW and an external dimension of about 100 x 100 x 80 mm, so not only the weight and size of the entire power supply circuit increase, but also the boosting. It was impossible to integrate the transformer with the magnetron shield case. However, in the case of the present invention, since the high frequency inverter circuit converts to a high frequency of several tens of kHz, the magnetic core may change from silicon steel plate to ferrite, and the weight is 400 g, and the external dimensions are 70 × 70 ×.
Since it is lightweight and compact with a size of about 40 mm, the step-up transformer can be integrated with the shield case of the magnetron with the configuration as shown in the above embodiment.

ハニカムコア28bを構成する金属箔の厚さは、これま
での説明から理解されるようにインバータ周波数(実施
例の場合20kHz)と遮蔽しようとする不要輻射の最低
の周波数とその効果及び昇圧トランスの効率をどの程度
とするかといった電気的特性によって決まるが、機械的
強度も考慮してインバータ周波数における浸透深さの1
/10から1/100の範囲が最適な厚みとなる。
As can be understood from the above description, the thickness of the metal foil forming the honeycomb core 28b depends on the inverter frequency (20 kHz in the embodiment), the lowest frequency of unnecessary radiation to be shielded, its effect, and the boost transformer. It depends on electrical characteristics such as efficiency, but considering the mechanical strength, the penetration depth at the inverter frequency is 1
The optimum thickness is in the range of / 10 to 1/100.

又金属材質として磁性体金属を使用すると、このハニカ
ムコア28bは昇圧トランス7の磁気回路の分流路(シ
ャント回路)を形成し、磁気効率が低下するため、上記
実施例で説明したアルミのような非磁性体金属を使用す
ることが望ましい。しかし、銅(Cu)やアルミ(A
l)に代表される非磁性体の場合、固有抵抗ρ(Ω・
m)も小さいため浸透深さδも小さくなり、加工上の問
題も生ずることも考慮すべきでありハニカムコア28b
の材料はこうした点も考慮して総合的に決められるべき
である。例えば、モネル等は非磁性体でかつ固有抵抗も
比較的大きいので総合的には望ましい特性を有している
と言える。
When a magnetic metal is used as the metal material, the honeycomb core 28b forms a shunt flow path (shunt circuit) of the magnetic circuit of the step-up transformer 7, and the magnetic efficiency is reduced. It is desirable to use a non-magnetic metal. However, copper (Cu) and aluminum (A
In the case of a non-magnetic material represented by l), the specific resistance ρ (Ω ・
Since m) is also small, the penetration depth δ also becomes small, and it is also necessary to consider that processing problems will occur.
The material of should be decided comprehensively considering these points. For example, Monel is a non-magnetic material and has a relatively large specific resistance, so it can be said that it has desirable characteristics as a whole.

ハニカムコア28b以外のシールドケース28のシール
ド壁面も昇圧トランスからの漏洩磁気の影響を少なくす
るために、電気伝導度の良い非磁性体金属、例えばアル
ミで構成し、その板厚はアルミのインバータ周波数(2
0kHz)での浸透深さ0.6mm以上とするのが望まし
い。
The shield wall surface of the shield case 28 other than the honeycomb core 28b is also made of a non-magnetic metal having good electric conductivity, such as aluminum, in order to reduce the influence of leakage magnetism from the step-up transformer. (2
It is desirable that the penetration depth at 0 kHz) be 0.6 mm or more.

シールドケース28の壁面に設けられた通風孔28d,
28eは、昇圧トランス7の2次側を冷却するためのも
ので、シールドケース28の外側から冷却ファン2で強
制空冷する構成となっている。
Ventilation holes 28d provided on the wall surface of the shield case 28,
Reference numeral 28e is for cooling the secondary side of the step-up transformer 7, and is configured to perform forced air cooling from the outside of the shield case 28 with the cooling fan 2.

さらに本実施例では、昇圧トランスの2次側電圧はその
まま陽極電圧としてマグネトロンに印加される構成を示
しているが、ダイオードとコンデンサーで倍圧整流した
り、複数のダイオードで全波整流した後に陽極に印加す
るなど種々の回路形式があることは言うまでもない。又
そのような回路構成の場合、ダイオード、コンデンサー
といった回路素子も当然のことならが、シールドケース
内に配置されることになる。第2図(b)はこうした回路
構成を取った場合の回路構成の一例で、ダイオード29
とコンデンサー30で倍圧整流回路を構成している。
Further, in the present embodiment, the secondary side voltage of the step-up transformer is directly applied to the magnetron as the anode voltage, but the diode and the capacitor are double-voltage rectified, or the full-wave rectification is performed by a plurality of diodes and then the anode voltage is applied. It goes without saying that there are various circuit types, such as applying to. Further, in the case of such a circuit configuration, the circuit elements such as the diode and the capacitor are naturally arranged in the shield case. FIG. 2 (b) shows an example of the circuit configuration when such a circuit configuration is adopted.
And the condenser 30 constitute a voltage doubler rectifier circuit.

発明の効果 以上説明の通り本発明の高周波加熱装置によれば、次の
効果が得られる。
Effects of the Invention As described above, according to the high frequency heating device of the present invention, the following effects are obtained.

(1)マグネトロンのカソードステム側から漏洩するマイ
クロ波及び高周波電波雑音をシールドケース内にとじ込
める一方で、このシールドケース内に配置した昇圧トラ
ンスの2次側回路と外に配置した1次側回路相互の磁気
結合が可能となりトランスとして機能することにより、
インバータで高周波化された電力がマグネトロンに効率
よく供給可能となる。
(1) The microwave and high-frequency radio noise leaking from the cathode stem side of the magnetron can be confined in the shield case, while the secondary circuit of the step-up transformer arranged in this shield case and the primary circuit arranged outside. By mutual mutual magnetic coupling and functioning as a transformer,
It becomes possible to efficiently supply the high frequency electric power to the magnetron with the inverter.

(2)その結果、従来マグネトロンのシールドケース内に
設けられていた高周波電波雑音の漏洩防止のためのイン
ダクタンスやキャパシタンス(貫通コンデンサー)より
なるフィルター回路をなくすことができ、したがってこ
のフィルター回路により生じた電圧降下、電力ロスもな
くなると共に、マグネトロンの陽極電圧が4KV前後の高
圧のため、従来高耐圧で従って高価なキャパシタンス
(貫通コンデンサー)やインダクタンスをはぶけること
で大巾なコストダウンも可能となる。
(2) As a result, it is possible to eliminate the filter circuit that was conventionally provided in the shield case of the magnetron and that consists of an inductance and a capacitance (feedthrough capacitor) for preventing the leakage of high frequency radio noise. In addition to eliminating voltage drop and power loss, the anode voltage of the magnetron is as high as around 4KV, so it is possible to greatly reduce costs by eliminating expensive capacitance (feed-through capacitor) and inductance that are conventionally high withstand voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例による高周波加熱装置の要部
断面図、第2図(a),(b)は同高周波加熱装置の回路構成
図、第3図は同要部を構成するハニカムコアの斜視図、
第3図(b)は同拡大平面図、第4図(a)〜(c)は同作用説
明図、第5図は従来例の断面図である。 7……昇圧トランス、7p……一次側コア、7s……2
次側コア、28……シールドケース、28a……フタ、
28b……ハニカムコア。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a high-frequency heating apparatus according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are circuit configuration diagrams of the same high-frequency heating apparatus, and FIG. Perspective view of the honeycomb core,
3 (b) is an enlarged plan view of the same, FIGS. 4 (a) to 4 (c) are illustrations of the same action, and FIG. 5 is a sectional view of a conventional example. 7 ... Step-up transformer, 7p ... Primary side core, 7s ... 2
Next core 28, shield case 28a, lid,
28b ... Honeycomb core.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】カソードステム部を覆い電波漏洩を防止す
るためのシールドケースを有するマグネトロンと、商用
周波数の電力を高周波電力に変換する高周波インバータ
回路と、この高周波インバータ回路の出力が供給される
1次巻線及び前記マグネトロンの陽極電圧とカソード電
圧をそれぞれ供給する高圧2次巻線と低圧2次巻線およ
びこれら1次巻線と2次巻線を巻回したコアとを具備し
た昇圧トランスとからなり、前記マグネトロンのシール
ドケースを構成する壁面の一部又は全部は金属箔よりな
るハニカムコアで構成し、このハニカムコアよりなる壁
面部分によりシールドケースの外と内に分割配置された
前記昇圧トランスのコアをそれぞれ1次側コア、2次側
コアとし、それぞれに前記1次巻線及び2次巻線を巻回
する構成とした高周波加熱装置。
1. A magnetron having a shield case for covering a cathode stem portion to prevent radio wave leakage, a high frequency inverter circuit for converting power of a commercial frequency into high frequency power, and an output of this high frequency inverter circuit is supplied. A secondary winding, a high-voltage secondary winding for supplying an anode voltage and a cathode voltage of the magnetron, a low-voltage secondary winding, and a step-up transformer having a core formed by winding the primary winding and the secondary winding. The step-up transformer is composed of a honeycomb core made of a metal foil as a part or all of the wall surface that constitutes the shield case of the magnetron, and the wall surface portion made of the honeycomb core divides the wall between the inside and outside of the shield case. The primary core and the secondary core are respectively used as cores, and the primary winding and the secondary winding are wound around each core. Wave heating device.
【請求項2】ハニカムコアを構成する金属箔は、その厚
みをその金属のインバータ回路に使用される高周波の周
波数に対する浸透深さの略1/10以下とした特許請求の範
囲第1項記載の高周波加熱装置。
2. The metal foil constituting the honeycomb core has a thickness of about 1/10 or less of a penetration depth of the metal with respect to a frequency of a high frequency used in an inverter circuit. High frequency heating device.
【請求項3】ハニカムコアを構成する金属箔の材料を、
非磁性体金属とした特許請求の範囲第1項記載の高周波
加熱装置。
3. The material of the metal foil constituting the honeycomb core,
The high frequency heating device according to claim 1, wherein the non-magnetic metal is used.
【請求項4】シールドケースは、その壁面のハニカムコ
ア以外の金属部を非磁性体金属で構成した特許請求の範
囲第1項記載の高周波加熱装置。
4. The high frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the shield case has a metal portion of the wall surface other than the honeycomb core made of a non-magnetic metal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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