| 【発明の名称】 |
マイクロ波発振機 |
| 【発明者】 |
【氏名】越智 秀喜
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
【氏名】一條 勝典
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
【氏名】鈴木 一夫
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】高価なＰＦＣ回路を用いることなくライン高調波を抑制することができるような安価なマイクロ波発振機を提供する。
【解決手段】マイクロ波発振機は、発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロン６と、マグネトロン６のアノード電流が所望の値以下になる区間を検出するアノード電流検出手段２７と、アノード電流検出手段２７により検出されたマグネトロン６のアノード電流が所望の値以下になる区間に、マグネトロン６にヒータ加熱用電流を供給するヒータ加熱用電流供給手段２８，２２，８，３５と、を備えている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロンと、
前記マグネトロンのアノード電流が所望の値以下になる区間を検出するアノード電流検出手段と、
前記アノード電流検出手段により検出された前記マグネトロンのアノード電流が所望の値以下になる区間に、前記マグネトロンにヒータ加熱用電流を供給するヒータ加熱用電流供給手段と、
を備えたことを特徴とするマイクロ波発振機。
【請求項２】
前記ヒータ加熱用電流供給手段は、力率が１になるように、前記マグネトロンにヒータ加熱用電流を供給することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波発振機。
【請求項３】
交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路からの出力電圧をスイッチング動作により第１の高周波電圧に変換する第１のスイッチング回路と、
前記第１のスイッチング回路からの前記第１の高周波電圧を昇圧する第１の昇圧トランスと、
前記第１の昇圧トランスからの昇圧された前記第１の高周波電圧を整流する高圧回路と、
前記高圧回路からの出力高電圧が発振用高電圧として供給され発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロンと、
前記整流回路からの出力電圧をスイッチング動作により第２の高周波電圧に変換する第２のスイッチング回路と、
前記第２のスイッチング回路からの前記第２の高周波電圧を昇圧しヒータ加熱用電圧として前記マグネトロンに供給する第２の昇圧トランスと、
前記整流回路からの出力電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された出力電流を出力設定回路に設定された所望の設定値と比較し、前記出力電流が前記所望の設定値になるようにスイッチング動作のための第１のパルス信号を前記第１のスイッチング回路に供給するＰＷＭ制御部と、
前記出力設定回路からの出力と前記整流回路からの出力電圧と前記電流検出部で検出された出力電流とから得られる電圧値を所望の基準値と比較し、これらの誤差を示すオン／オフ信号を出力するオン／オフ信号出力部と、
前記マグネトロンのヒータ電流を検出するヒータ電流検出部と、
前記ヒータ電流検出部で検出されたヒータ電流が所望の電流基準値になるようにスイッチング動作のための第２のパルス信号を前記第２のスイッチング回路に供給するヒータ用スイッチング制御部と、
前記オン／オフ信号出力部からのオン／オフ信号に応じて、前記ヒータ用スイッチング制御部から前記第２のスイッチング回路への第２のパルス信号の供給をオン／オフ制御する給電オン／オフ回路と、
を備えたことを特徴とするマイクロ波発振機。
【請求項４】
交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路からの出力電圧をスイッチング動作により第１の高周波電圧に変換する第１のスイッチング回路と、
前記第１のスイッチング回路からの前記第１の高周波電圧を昇圧する第１の昇圧トランスと、
前記第１の昇圧トランスからの昇圧された前記第１の高周波電圧を整流する高圧回路と、
前記高圧回路からの出力高電圧が発振用高電圧として供給され発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロンと、
前記整流回路からの出力電圧をスイッチング動作により第２の高周波電圧に変換する第２のスイッチング回路と、
前記第２のスイッチング回路からの前記第２の高周波電圧を昇圧しヒータ加熱用電圧として前記マグネトロンに供給する第２の昇圧トランスと、
前記整流回路からの出力電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された出力電流を出力設定回路に設定された所望の設定値と比較し、前記出力電流が前記所望の設定値になるようにスイッチング動作のための第１のパルス信号を前記第１のスイッチング回路に供給するＰＷＭ制御部と、
前記出力設定回路からの出力と前記整流回路からの出力電圧と前記電流検出部で検出された出力電流とから得られる電圧値を波形誤差信号として出力する波形誤差出力部と、
前記マグネトロンのヒータ電流を検出するヒータ電流検出部と、
前記ヒータ電流検出部で検出されたヒータ電流を所望の電流基準値と比較し、これらの誤差を示すヒータ電流誤差信号を出力するヒータ電流誤差出力部と、
前記ヒータ電流誤差出力部からのヒータ電流誤差信号と前記波形誤差出力部からの波形誤差信号とを比較し、この比較結果に基づくスイッチング動作のための第２のパルス信号を前記第２のスイッチング回路に供給するＰＷＭ出力部と、
を備えたことを特徴とするマイクロ波発振機。
【請求項５】
交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路からの出力電圧をスイッチング動作により第１の高周波電圧に変換するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路からの前記第１の高周波電圧を昇圧する第１の昇圧トランスと、
前記第１の昇圧トランスからの昇圧された前記第１の高周波電圧を整流する高圧回路と、
前記高圧回路からの出力高電圧が発振用高電圧として供給され発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロンと、
前記整流回路からの出力電圧をオン／オフ動作により第２の高周波電圧に変換するオン／オフ回路と、
前記オン／オフ回路からの前記第２の高周波電圧を昇圧しヒータ加熱用電圧として前記マグネトロンに供給する第２の昇圧トランスと、
前記整流回路からの出力電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された出力電流を出力設定回路に設定された所望の設定値と比較し、前記出力電流が前記所望の設定値になるようにスイッチング動作のためのパルス信号を前記スイッチング回路に供給するＰＷＭ制御部と、
前記出力設定回路からの出力と前記整流回路からの出力電圧と前記電流検出部で検出された出力電流とから得られる電圧値を所望の基準値と比較し、これらの誤差を示すオン／オフ信号を出力するオン／オフ信号出力部と、
前記マグネトロンのヒータ電流を検出するヒータ電流検出部と、
前記ヒータ電流検出部で検出されたヒータ電流が所望の電流基準値になるようにこれらの誤差信号をオン／オフ動作のための制御信号として前記オン／オフ回路に供給するヒータ電流誤差出力部と、
前記オン／オフ信号出力部からのオン／オフ信号に応じて、前記ヒータ電流誤差出力部から前記オン／オフ回路への制御信号の供給をオン／オフ制御する給電オン／オフ回路と、
を備えたことを特徴とするマイクロ波発振機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネトロンを用いたマイクロ波発振機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のマイクロ波発振機の一例を示すブロック回路図である。図５において、交流電源１から供給される交流電圧は整流回路２により整流され、スイッチング制御部１０によって制御されるスイッチング回路３により高周波化され、昇圧トランス４により昇圧される。昇圧トランス４からの発振用高電圧は高圧回路５により整流され、マグネトロン６に供給される。一方、昇圧トランス４からのヒータ加熱用電圧はそのままマグネトロン６に供給される。この時、マグネトロン６のアノード電圧を与える高圧回路５からの出力電圧が所定値（例えば、−４ｋＶ）に達しない区間では、マグネトロン６の発振動作が行われずアノード電流が流れず入力電流が小さくなり、ライン高調波が発生する。従来のマイクロ波発振機では、このようなライン高調波を抑制するため、スイッチング回路３の前段にＰＦＣ回路（力率改善回路）７を設けて対策している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のマイクロ波発振機では、スイッチング回路３と同容量以上の高価なＰＦＣ回路７を設けなければならず、コストの上昇に繋がっていた。
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みて為されたものであり、高価なＰＦＣ回路を用いることなくライン高調波を抑制することができるような安価なマイクロ波発振機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１に、本発明のマイクロ波発振機は、発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロンと、前記マグネトロンのアノード電流が所望の値以下になる区間を検出するアノード電流検出手段と、前記アノード電流検出手段により検出された前記マグネトロンのアノード電流が所望の値以下になる区間に、前記マグネトロンにヒータ加熱用電流を供給するヒータ加熱用電流供給手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
このようなマイクロ波発振機によれば、マグネトロンのアノード電流が所望の値以下になる区間に該マグネトロンにヒータ加熱用電流が供給され、高価なＰＦＣ回路を用いることなくライン高調波を抑制することができる。
【０００７】
第２に、本発明のマイクロ波発振機は、前記第１に記載のマイクロ波発振機において、前記ヒータ加熱用電流供給手段は、力率が１になるように、前記マグネトロンにヒータ加熱用電流を供給することを特徴とする。
【０００８】
このようなマイクロ波発振機によれば、力率が１になるように、マグネトロンにヒータ加熱用電流が供給され、ライン高調波をより抑制することができる。
【０００９】
第３に、本発明のマイクロ波発振機は、交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路からの出力電圧をスイッチング動作により第１の高周波電圧に変換する第１のスイッチング回路と、前記第１のスイッチング回路からの前記第１の高周波電圧を昇圧する第１の昇圧トランスと、前記第１の昇圧トランスからの昇圧された前記第１の高周波電圧を整流する高圧回路と、前記高圧回路からの出力高電圧が発振用高電圧として供給され発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロンと、前記整流回路からの出力電圧をスイッチング動作により第２の高周波電圧に変換する第２のスイッチング回路と、前記第２のスイッチング回路からの前記第２の高周波電圧を昇圧しヒータ加熱用電圧として前記マグネトロンに供給する第２の昇圧トランスと、前記整流回路からの出力電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部で検出された出力電流を出力設定回路に設定された所望の設定値と比較し、前記出力電流が前記所望の設定値になるようにスイッチング動作のための第１のパルス信号を前記第１のスイッチング回路に供給するＰＷＭ制御部と、前記出力設定回路からの出力と前記整流回路からの出力電圧と前記電流検出部で検出された出力電流とから得られる電圧値を所望の基準値と比較し、これらの誤差を示すオン／オフ信号を出力するオン／オフ信号出力部と、前記マグネトロンのヒータ電流を検出するヒータ電流検出部と、前記ヒータ電流検出部で検出されたヒータ電流が所望の電流基準値になるようにスイッチング動作のための第２のパルス信号を前記第２のスイッチング回路に供給するヒータ用スイッチング制御部と、前記オン／オフ信号出力部からのオン／オフ信号に応じて、前記ヒータ用スイッチング制御部から前記第２のスイッチング回路への第２のパルス信号の供給をオン／オフ制御する給電オン／オフ回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
このようなマイクロ波発振機によれば、オン／オフ信号出力部からのオン／オフ信号に応じて、ヒータ用スイッチング制御部から第２のスイッチング回路への第２のパルス信号の供給がオン／オフ制御され、高価なＰＦＣ回路を用いることなくライン高調波を抑制することができる。
【００１１】
第４に、本発明のマイクロ波発振機は、交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路からの出力電圧をスイッチング動作により第１の高周波電圧に変換する第１のスイッチング回路と、前記第１のスイッチング回路からの前記第１の高周波電圧を昇圧する第１の昇圧トランスと、前記第１の昇圧トランスからの昇圧された前記第１の高周波電圧を整流する高圧回路と、前記高圧回路からの出力高電圧が発振用高電圧として供給され発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロンと、前記整流回路からの出力電圧をスイッチング動作により第２の高周波電圧に変換する第２のスイッチング回路と、前記第２のスイッチング回路からの前記第２の高周波電圧を昇圧しヒータ加熱用電圧として前記マグネトロンに供給する第２の昇圧トランスと、前記整流回路からの出力電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部で検出された出力電流を出力設定回路に設定された所望の設定値と比較し、前記出力電流が前記所望の設定値になるようにスイッチング動作のための第１のパルス信号を前記第１のスイッチング回路に供給するＰＷＭ制御部と、前記出力設定回路からの出力と前記整流回路からの出力電圧と前記電流検出部で検出された出力電流とから得られる電圧値を波形誤差信号として出力する波形誤差出力部と、前記マグネトロンのヒータ電流を検出するヒータ電流検出部と、前記ヒータ電流検出部で検出されたヒータ電流を所望の電流基準値と比較し、これらの誤差を示すヒータ電流誤差信号を出力するヒータ電流誤差出力部と、前記ヒータ電流誤差出力部からのヒータ電流誤差信号と前記波形誤差出力部からの波形誤差信号とを比較し、この比較結果に基づくスイッチング動作のための第２のパルス信号を前記第２のスイッチング回路に供給するＰＷＭ出力部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
このようなマイクロ波発振機によれば、ヒータ電流誤差出力部からのヒータ電流誤差信号と波形誤差出力部からの波形誤差信号とが比較され、この比較結果に基づくスイッチング動作のための第２のパルス信号が第２のスイッチング回路に供給され、高価なＰＦＣ回路を用いることなくライン高調波を抑制することができる。
【００１３】
第５に、本発明のマイクロ波発振機は、交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路からの出力電圧をスイッチング動作により第１の高周波電圧に変換するスイッチング回路と、前記スイッチング回路からの前記第１の高周波電圧を昇圧する第１の昇圧トランスと、前記第１の昇圧トランスからの昇圧された前記第１の高周波電圧を整流する高圧回路と、前記高圧回路からの出力高電圧が発振用高電圧として供給され発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロンと、前記整流回路からの出力電圧をオン／オフ動作により第２の高周波電圧に変換するオン／オフ回路と、前記オン／オフ回路からの前記第２の高周波電圧を昇圧しヒータ加熱用電圧として前記マグネトロンに供給する第２の昇圧トランスと、前記整流回路からの出力電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部で検出された出力電流を出力設定回路に設定された所望の設定値と比較し、前記出力電流が前記所望の設定値になるようにスイッチング動作のためのパルス信号を前記スイッチング回路に供給するＰＷＭ制御部と、前記出力設定回路からの出力と前記整流回路からの出力電圧と前記電流検出部で検出された出力電流とから得られる電圧値を所望の基準値と比較し、これらの誤差を示すオン／オフ信号を出力するオン／オフ信号出力部と、前記マグネトロンのヒータ電流を検出するヒータ電流検出部と、前記ヒータ電流検出部で検出されたヒータ電流が所望の電流基準値になるようにこれらの誤差信号をオン／オフ動作のための制御信号として前記オン／オフ回路に供給するヒータ電流誤差出力部と、前記オン／オフ信号出力部からのオン／オフ信号に応じて、前記ヒータ電流誤差出力部から前記オン／オフ回路への制御信号の供給をオン／オフ制御する給電オン／オフ回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
このようなマイクロ波発振機によれば、オン／オフ信号出力部からのオン／オフ信号に応じて、ヒータ電流誤差出力部からオン／オフ回路への制御信号の供給がオン／オフ制御され、高価なＰＦＣ回路を用いることなくライン高調波を抑制することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るマイクロ波発振機を示すブロック回路図である。図１において、本実施の形態に係るマイクロ波発振機は、商用電源等の交流電源１から供給される交流電圧を全波整流する整流回路２と、整流回路２からの出力電圧をスイッチング動作により第１の高周波電圧に変換する第１のスイッチング回路３と、第１のスイッチング回路３からの第１の高周波電圧を昇圧する第１の昇圧トランス４と、第１の昇圧トランス４からの昇圧された第１の高周波電圧を逓倍電圧整流する高圧回路５と、高圧回路５からの出力高電圧が発振用高電圧として供給され発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロン６と、整流回路２からの出力電圧をスイッチング動作により第２の高周波電圧に変換する第２のスイッチング回路８と、第２のスイッチング回路８からの第２の高周波電圧を昇圧しヒータ加熱用電圧としてマグネトロン６に供給する第２の昇圧トランス３５と、整流回路２からの出力電流を検出する電流検出部１３と、電流検出部１３で検出された出力電流を出力設定回路９に設定された所望の設定値と比較し、出力電流が所望の設定値になるようにスイッチング動作のための第１のパルス信号Ｐ１を第１のスイッチング回路３に供給するＰＷＭ（パルス幅変調）制御部１０ａと、出力設定回路９からの出力と整流回路２からの出力電圧と電流検出部１３で検出された出力電流とから得られる電圧値を所望の基準値（後述する検出基準値２０）と比較し、これらの誤差を示すオン／オフ信号ＳＯＮ／ＯＦＦを出力するオン／オフ信号出力部２７と、マグネトロン６のヒータ電流を検出するヒータ電流検出部１１と、ヒータ電流検出部１１で検出されたヒータ電流が所望の電流基準値（後述するヒータ電流基準値２６）になるようにスイッチング動作のための第２のパルス信号Ｐ２を第２のスイッチング回路８に供給するヒータ用スイッチング制御部２８と、オン／オフ信号出力部２７からのオン／オフ信号ＳＯＮ／ＯＦＦに応じて、ヒータ用スイッチング制御部２８から第２のスイッチング回路８への第２のパルス信号Ｐ２の供給をオン／オフ制御する給電オン／オフ回路２２と、を備えている。ここで、オン／オフ信号出力部２７は、整流回路２からの出力電流を検出することにより、マグネトロン６のアノード電流が所望の値以下になる区間を検出するアノード電流検出手段として設けられている。また、ヒータ用スイッチング制御部２８、給電オン／オフ回路２２、第２のスイッチング回路８および第２の昇圧トランス３５は、マグネトロン６のアノード電流が所望の値以下になる区間に、力率が１になるように、マグネトロン６にヒータ加熱用電流を供給するヒータ加熱用電流供給手段として設けられている。
【００１７】
ＰＷＭ制御部１０ａは、電流検出部１３で検出された整流回路２からの出力電流を出力設定回路９に設定された所望の設定値と比較するコンパレータ３０と、三角波信号を発生させる三角波発生回路３１と、三角波発生回路３１からの三角波信号をコンパレータ３０からの比較結果（出力電流と所望の設定値との誤差）でパルス幅変調し第１のパルス信号Ｐ１を出力するコンパレータ３２と、を備えている。
【００１８】
また、オン／オフ信号出力部２７は、整流回路２からの出力電圧を検出する電圧検出回路１４と、電圧検出回路１４で検出された出力電圧と所望の電圧基準値１５との誤差を検出する電圧誤差検出回路１６と、電圧誤差検出回路１６からの検出結果と出力設定回路９からの出力との誤差を検出する波形誤差増幅回路１７と、波形誤差増幅回路１７からの検出結果と電圧検出回路１４からの検出結果（整流回路２の出力電圧）とを掛算する掛算回路１８と、電流検出部１３からの検出結果（整流回路２の出力電流）と掛算回路１８からの掛算結果との誤差を検出する波形誤差検出回路１９と、波形誤差検出回路１９からの検出結果（電圧値）を所望の検出基準値２０と比較し、これらの誤差を示すオン／オフ信号ＳＯＮ／ＯＦＦを出力するコンパレータ２１と、を備えている。
【００１９】
更に、ヒータ用スイッチング制御部２８は、ヒータ電流検出部１１で検出されたヒータ電流と所望のヒータ電流基準値２６との誤差を検出する電流誤差検出回路２５と、三角波信号を発生させる三角波発生回路２４と、三角波発生回路２４からの三角波信号を電流誤差検出回路２５からの検出結果でパルス幅変調し第２のパルス信号Ｐ２を出力するコンパレータ２３と、を備えている。
【００２０】
このように構成された本実施の形態に係るマイクロ波発振機において、交流電源１から供給される交流電圧は整流回路２により全波整流され、第１のスイッチング回路３により第１の高周波電圧に変換され、第１の昇圧トランス４により昇圧され、高圧回路５により逓倍電圧整流され、発振用高電圧としてマグネトロン６に供給される。この発振用高電圧はマグネトロン６のアノード電圧を与える。また、整流回路２からの出力電圧は第２のスイッチング回路８により第２の高周波電圧に変換され、第２の昇圧トランス３５により昇圧され、ヒータ加熱用電圧としてマグネトロン６に供給される。整流回路２からの出力電流は電流検出部１３により検出され、ＰＷＭ制御部１０ａにより出力設定回路９に設定された所望の設定値と比較され、検出された出力電流が所望の設定値になるようにスイッチング動作のための第１のパルス信号Ｐ１が第１のスイッチング回路３に供給される。また、オン／オフ信号出力部２７により、出力設定回路９からの出力と整流回路２からの出力電圧と電流検出部１３で検出された出力電流とから得られる電圧値（波形誤差検出回路１９からの検出結果）が所望の基準値（検出基準値２０）と比較され、これらの誤差を示すオン／オフ信号ＳＯＮ／ＯＦＦが出力される。更に、マグネトロン６のヒータ電流はヒータ電流検出部１１により検出され、ヒータ用スイッチング制御部２８により、検出されたヒータ電流が所望の電流基準値（ヒータ電流基準値２６）になるようにスイッチング動作のための第２のパルス信号Ｐ２が前記第２のスイッチング回路８に供給される。但し、給電オン／オフ回路２２により、オン／オフ信号出力部２７からのオン／オフ信号ＳＯＮ／ＯＦＦに応じて、ヒータ用スイッチング制御部２８から第２のスイッチング回路８への第２のパルス信号Ｐ２の供給がオン／オフ制御されるようになっている。
【００２１】
すなわち、オン／オフ信号出力部２７により、整流回路２からの出力電流が検出されることにより、マグネトロン６のアノード電流が所望の値以下になる区間が検出される。ここで、マグネトロン６のアノード電流が所望の値以下になる区間は、マグネトロン６のアノード電圧を与える高圧回路５からの出力電圧が所定値（例えば、−４ｋＶ）に達しておらずマグネトロン６の発振動作が行われない区間を意味している。そして、このマグネトロン６のアノード電流が所望の値以下になる区間に、ヒータ用スイッチング制御部２８、給電オン／オフ回路２２、第２のスイッチング回路８および第２の昇圧トランス３５により、力率が１になるように、マグネトロン６にヒータ加熱用電流が供給されるようになっている。換言すると、マグネトロン６のアノード電圧を与える高圧回路５からの出力電圧が所定値に達しない、図２に示す入力電圧Ｖｉｎ（整流回路２からの出力電圧）における斜線部の区間において、マグネトロン６にヒータ加熱用電流を供給することができるということでる。従って、本実施の形態に係るマイクロ波発振機によれば、高価なＰＦＣ回路を用いることなくライン高調波を抑制することができる。
【００２２】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るマイクロ波発振機を示すブロック回路図である。図３において、本実施の形態に係るマイクロ波発振機は、商用電源等の交流電源１から供給される交流電圧を全波整流する整流回路２と、整流回路２からの出力電圧をスイッチング動作により第１の高周波電圧に変換する第１のスイッチング回路３と、第１のスイッチング回路３からの第１の高周波電圧を昇圧する第１の昇圧トランス４と、第１の昇圧トランス４からの昇圧された第１の高周波電圧を逓倍電圧整流する高圧回路５と、高圧回路５からの出力高電圧が発振用高電圧として供給され発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロン６と、整流回路２からの出力電圧をスイッチング動作により第２の高周波電圧に変換する第２のスイッチング回路８と、第２のスイッチング回路８からの第２の高周波電圧を昇圧しヒータ加熱用電圧としてマグネトロン６に供給する第２の昇圧トランス３５と、整流回路２からの出力電流を検出する電流検出部１３と、電流検出部１３で検出された出力電流を出力設定回路９に設定された所望の設定値と比較し、出力電流が所望の設定値になるようにスイッチング動作のための第１のパルス信号Ｐ１を第１のスイッチング回路３に供給するＰＷＭ制御部１０ａと、出力設定回路９からの出力と整流回路２からの出力電圧と電流検出部１３で検出された出力電流とから得られる電圧値を波形誤差信号ＳＥとして出力する波形誤差出力部４１と、マグネトロン６のヒータ電流を検出するヒータ電流検出部１１と、ヒータ電流検出部１１で検出されたヒータ電流を所望の電流基準値（後述するヒータ電流基準値２６）と比較し、これらの誤差を示すヒータ電流誤差信号を出力するヒータ電流誤差出力部４２と、ヒータ電流誤差出力部４２からのヒータ電流誤差信号と波形誤差出力部４１からの波形誤差信号ＳＥとを比較し、この比較結果に基づくスイッチング動作のための第２のパルス信号Ｐ２を第２のスイッチング回路８に供給するＰＷＭ出力部４６と、を備えている。
【００２３】
ＰＷＭ制御部１０ａは、電流検出部１３で検出された整流回路２からの出力電流を出力設定回路９に設定された所望の設定値と比較するコンパレータ３０と、三角波信号を発生させる三角波発生回路３１と、三角波発生回路３１からの三角波信号をコンパレータ３０からの比較結果（出力電流と所望の設定値との誤差）でパルス幅変調し第１のパルス信号Ｐ１を出力するコンパレータ３２と、を備えている。
【００２４】
また、波形誤差出力部４１は、整流回路２からの出力電圧を検出する電圧検出回路１４と、電圧検出回路１４で検出された出力電圧と所望の電圧基準値１５との誤差を検出する電圧誤差検出回路１６と、電圧誤差検出回路１６からの検出結果と出力設定回路９からの出力との誤差を検出する波形誤差増幅回路１７と、波形誤差増幅回路１７からの検出結果と電圧検出回路１４からの検出結果（整流回路２の出力電圧）とを掛算する掛算回路１８と、電流検出部１３からの検出結果（整流回路２の出力電流）と掛算回路１８からの掛算結果との誤差を検出し波形誤差信号ＳＥとして出力する波形誤差検出回路１９と、を備えている。
【００２５】
更に、ヒータ電流誤差出力部４２は、ヒータ電流検出部１１で検出されたヒータ電流と所望のヒータ電流基準値２６との誤差を検出しこれらの誤差を示すヒータ電流誤差信号を出力する電流誤差検出回路２５を備えている。
【００２６】
更にまた、ＰＷＭ出力部４６は、電流誤差検出回路２５からのヒータ電流誤差信号と波形誤差検出回路１９からの波形誤差信号ＳＥとを比較しこれらの誤差を検出する出力誤差増幅回路４３と、三角波信号を発生させる三角波発生回路２４と、三角波発生回路２４からの三角波信号を出力誤差検出回路４３からの検出結果でパルス幅変調し第２のパルス信号Ｐ２を出力するコンパレータ２３と、を備えている。
【００２７】
このように構成された本実施の形態に係るマイクロ波発振機において、交流電源１から供給される交流電圧は整流回路２により全波整流され、第１のスイッチング回路３により第１の高周波電圧に変換され、第１の昇圧トランス４により昇圧され、高圧回路５により逓倍電圧整流され、発振用高電圧としてマグネトロン６に供給される。この発振用高電圧はマグネトロン６のアノード電圧を与える。また、整流回路２からの出力電圧は第２のスイッチング回路８により第２の高周波電圧に変換され、第２の昇圧トランス３５により昇圧され、ヒータ加熱用電圧としてマグネトロン６に供給される。整流回路２からの出力電流は電流検出部１３により検出され、ＰＷＭ制御部１０ａにより出力設定回路９に設定された所望の設定値と比較され、検出された出力電流が所望の設定値になるようにスイッチング動作のための第１のパルス信号Ｐ１が第１のスイッチング回路３に供給される。また、波形誤差出力部４１により、出力設定回路９からの出力と整流回路２からの出力電圧と電流検出部１３で検出された出力電流とから得られる電圧値（波形誤差検出回路１９からの検出結果）が波形誤差信号ＳＥとして出力される。更に、マグネトロン６のヒータ電流はヒータ電流検出部１１により検出され、ヒータ電流誤差出力部４２により、検出されたヒータ電流は所望の電流基準値（ヒータ電流基準値２６）と比較され、これらの誤差を示すヒータ電流誤差信号が出力される。そして、ＰＷＭ出力部４６により、ヒータ電流誤差出力部４２からのヒータ電流誤差信号と波形誤差出力部４１からの波形誤差信号ＳＥとが比較され、この比較結果に基づくスイッチング動作のための第２のパルス信号Ｐ２が第２のスイッチング回路８に供給されるようになっている。
【００２８】
すなわち、マグネトロン６のアノード電流が所望の値以下になる区間に、力率が１になるように、マグネトロン６にヒータ加熱用電流が供給されるようになっている。従って、本実施の形態に係るマイクロ波発振機によれば、高価なＰＦＣ回路を用いることなくライン高調波を抑制することができる。
【００２９】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係るマイクロ波発振機を示すブロック回路図である。図４において、本実施の形態に係るマイクロ波発振機は、商用電源等の交流電源１から供給される交流電圧を全波整流する整流回路２と、整流回路２からの出力電圧をスイッチング動作により第１の高周波電圧に変換するスイッチング回路３と、スイッチング回路３からの第１の高周波電圧を昇圧する第１の昇圧トランス４と、第１の昇圧トランス４からの昇圧された第１の高周波電圧を逓倍電圧整流する高圧回路５と、高圧回路５からの出力高電圧が発振用高電圧として供給され発振動作によりマイクロ波を出力するマグネトロン６と、整流回路２からの出力電圧をオン／オフ動作により第２の高周波電圧に変換するオン／オフ回路３６と、オン／オフ回路３６からの第２の高周波電圧を昇圧しヒータ加熱用電圧としてマグネトロン６に供給する第２の昇圧トランス３５と、整流回路２からの出力電流を検出する電流検出部１３と、電流検出部１３で検出された出力電流を出力設定回路９に設定された所望の設定値と比較し、出力電流が所望の設定値になるようにスイッチング動作のためのパルス信号Ｐ１をスイッチング回路３に供給するＰＷＭ（パルス幅変調）制御部１０ａと、出力設定回路９からの出力と整流回路２からの出力電圧と電流検出部１３で検出された出力電流とから得られる電圧値を所望の基準値（後述する検出基準値２０）と比較し、これらの誤差を示すオン／オフ信号ＳＯＮ／ＯＦＦを出力するオン／オフ信号出力部２７と、マグネトロン６のヒータ電流を検出するヒータ電流検出部１１と、ヒータ電流検出部１１で検出されたヒータ電流が所望の電流基準値（後述するヒータ電流基準値２６）になるようにこれらの誤差信号をオン／オフ動作のための制御信号ＳＣとしてオン／オフ回路３６に供給するヒータ電流誤差出力部４２と、オン／オフ信号出力部２７からのオン／オフ信号ＳＯＮ／ＯＦＦに応じて、ヒータ電流誤差出力部４２からオン／オフ回路３６への制御信号ＳＣの供給をオン／オフ制御する給電オン／オフ回路２２と、を備えている。
【００３０】
ＰＷＭ制御部１０ａは、電流検出部１３で検出された整流回路２からの出力電流を出力設定回路９に設定された所望の設定値と比較するコンパレータ３０と、三角波信号を発生させる三角波発生回路３１と、三角波発生回路３１からの三角波信号をコンパレータ３０からの比較結果（出力電流と所望の設定値との誤差）でパルス幅変調しパルス信号Ｐ１を出力するコンパレータ３２と、を備えている。
【００３１】
また、オン／オフ信号出力部２７は、整流回路２からの出力電圧を検出する電圧検出回路１４と、電圧検出回路１４で検出された出力電圧と所望の電圧基準値１５との誤差を検出する電圧誤差検出回路１６と、電圧誤差検出回路１６からの検出結果と出力設定回路９からの出力との誤差を検出する波形誤差増幅回路１７と、波形誤差増幅回路１７からの検出結果と電圧検出回路１４からの検出結果（整流回路２の出力電圧）とを掛算する掛算回路１８と、電流検出部１３からの検出結果（整流回路２の出力電流）と掛算回路１８からの掛算結果との誤差を検出する波形誤差検出回路１９と、波形誤差検出回路１９からの検出結果（電圧値）を所望の検出基準値２０と比較し、これらの誤差を示すオン／オフ信号ＳＯＮ／ＯＦＦを出力するコンパレータ２１と、を備えている。
【００３２】
更に、ヒータ電流誤差出力部４２は、ヒータ電流検出部１１で検出されたヒータ電流と所望のヒータ電流基準値２６との誤差を検出しこれらの誤差を示すヒータ電流誤差信号をオン／オフ動作のための制御信号ＳＣとして出力する電流誤差検出回路２５を備えている。
【００３３】
このように構成された本実施の形態に係るマイクロ波発振機において、交流電源１から供給される交流電圧は整流回路２により全波整流され、スイッチング回路３により第１の高周波電圧に変換され、第１の昇圧トランス４により昇圧され、高圧回路５により逓倍電圧整流され、発振用高電圧としてマグネトロン６に供給される。この発振用高電圧はマグネトロン６のアノード電圧を与える。また、整流回路２からの出力電圧はオン／オフ回路３６により第２の高周波電圧に変換され、第２の昇圧トランス３５により昇圧され、ヒータ加熱用電圧としてマグネトロン６に供給される。整流回路２からの出力電流は電流検出部１３により検出され、ＰＷＭ制御部１０ａにより出力設定回路９に設定された所望の設定値と比較され、検出された出力電流が所望の設定値になるようにスイッチング動作のためのパルス信号Ｐ１がスイッチング回路３に供給される。また、オン／オフ信号出力部２７により、出力設定回路９からの出力と整流回路２からの出力電圧と電流検出部１３で検出された出力電流とから得られる電圧値（波形誤差検出回路１９からの検出結果）が所望の基準値（検出基準値２０）と比較され、これらの誤差を示すオン／オフ信号ＳＯＮ／ＯＦＦが出力される。更に、マグネトロン６のヒータ電流はヒータ電流検出部１１により検出され、ヒータ電流誤差出力部４２により、検出されたヒータ電流が所望の電流基準値（ヒータ電流基準値２６）になるようにこれらの誤差信号がオン／オフ動作のための制御信号ＳＣとしてオン／オフ回路３６に供給される。但し、給電オン／オフ回路２２により、オン／オフ信号出力部２７からのオン／オフ信号ＳＯＮ／ＯＦＦに応じて、ヒータ電流誤差出力部４２からオン／オフ回路３６への制御信号ＳＣの供給がオン／オフ制御されるようになっている。
【００３４】
すなわち、マグネトロン６のアノード電流が所望の値以下になる区間に、力率が１になるように、マグネトロン６にヒータ加熱用電流が供給されるようになっている。従って、本実施の形態に係るマイクロ波発振機によれば、高価なＰＦＣ回路を用いることなくライン高調波を抑制することができる。
【００３５】
【発明の効果】
上述した説明から明らかなように、本発明によれば、マグネトロンのアノード電流が所望の値以下になる区間に該マグネトロンにヒータ加熱用電流を供給するようにしており、高価なＰＦＣ回路を用いることなくライン高調波を抑制することができるような安価なマイクロ波発振機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波発振機を示すブロック回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波発振機の動作を説明するための電圧波形を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るマイクロ波発振機を示すブロック回路図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係るマイクロ波発振機を示すブロック回路図である。
【図５】従来のマイクロ波発振機の一例を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
１ 交流電源
２ 整流回路
３ 第１のスイッチング回路
４ 第１の昇圧トランス
５ 高圧回路
６ マグネトロン
８ 第２のスイッチング回路
９ 出力設定回路
１０ａ ＰＷＭ制御部
１１ ヒータ電流検出部
１３ 電流検出部
２２ 給電オン／オフ回路
２７ オン／オフ信号出力部
２８ ヒータ用スイッチング制御部
３５ 第２の昇圧トランス
３６ オン／オフ回路
４１ 波形誤差出力部
４２ ヒータ電流誤差出力部
４６ ＰＷＭ出力部
Ｐ１ 第１のパルス信号
Ｐ２ 第２のパルス信号
ＳＯＮ／ＯＦＦ オン／オフ信号
ＳＥ 波形誤差信号
ＳＣ 制御信号
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
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| 【出願日】 |
平成１４年５月３１日（２００２．５．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０５６４７
【弁理士】
【氏名又は名称】小栗 昌平
【識別番号】１００１０５４７４
【弁理士】
【氏名又は名称】本多 弘徳
【識別番号】１００１０８５８９
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 利光
【識別番号】１００１１５１０７
【弁理士】
【氏名又は名称】高松 猛
【識別番号】１０００９０３４３
【弁理士】
【氏名又は名称】栗宇 百合子
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| 【公開番号】 |
特開２００４−７１６１（Ｐ２００４−７１６１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１６年１月８日（２００４．１．８） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１５９２０１（Ｐ２００２−１５９２０１） |
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