JPH07105862A - Feeding method of rf generator, and controller thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はRF発生器、とくにマグ
ネトロンを給電するRF発生器給電方法および制御装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an RF generator, and more particularly to an RF generator feeding method and a control device for feeding a magnetron.
【0002】[0002]
【従来の技術】上述した型の方法および装置はRF発生
器を給電するのに使用される。とくに、マグネトロンが
RF発生器として使用されることができる。マグネトロ
ンは直流電圧で給電される。その特性(UA =f
(IA ))は代表的には少なくとも動作を可能にするた
めに必要であるしきい値U Sを有する。しきい値U Sに
隣接しているのは特性が平らである動作範囲である。す
なわち、差の内部抵抗R 1が低い。これは図1に示され
る。記載された理由のため、かかる特性を有する負荷用
の低インピーダンス電源ユニツトおよび制御装置が非常
に不都合であることが判かる。一方で、特殊な型のマグ
ネトロンの特性の製造に関連する分散が非常に高く、そ
して他方で、種々の型のマグネトロンの特性互いに非常
に強力に逸脱し、その結果原則として個々のマグネトロ
ンは規定の出力を出力するために個々のパワーパツクに
整合されねばならない。これに関して、より低い電圧源
の内部抵抗は、マグネトロンの特性が事実上完全にそれ
自体で動作点を決定するので、電源出力の高い変動をも
たらす。電流源特性(これは高い内部抵抗を有する)は
この場合により好都合であるが、同様に電流源電源ユニ
ツトにより特性の分散のために干渉作用が避けがたい。
加えて、電流源特性は電圧源特性より技術的により複雑
である。BACKGROUND OF THE INVENTION Methods and devices of the type described above are used to power RF generators. In particular, a magnetron can be used as the RF generator. The magnetron is powered by a DC voltage. Its characteristics (U A = f
(I A )) typically has at least the threshold U S needed to enable operation. Adjacent to the threshold value U S is the operating range where the characteristic is flat. That is, the difference internal resistance R 1 is low. This is shown in FIG. For the reasons stated, it turns out that low-impedance power supply units and controls for loads with such characteristics are very disadvantageous. On the one hand, the dispersion associated with the production of the properties of a particular type of magnetron is very high, and on the other hand, the properties of the various types of magnetron deviate very strongly from each other, so that in principle the individual magnetrons The output must be matched to the individual power packs to output it. In this regard, the lower voltage source's internal resistance results in high fluctuations in the power supply output, as the magnetron's properties virtually completely determine the operating point itself. The current source characteristic (which has a high internal resistance) is more convenient in this case, but also due to the dispersion of the characteristic due to the current source power supply unit, interference effects are unavoidable.
In addition, the current source characteristics are technically more complex than the voltage source characteristics.
【0003】透熱定電流マグネトロン用制御装置はバル
ボ、テクニカル・インフオーメーシヨン830228か
ら知られている。ここで、マグネトロンは永久磁石およ
び補完的な電磁石を有している。制御電流は制御装置を
介して電磁石に印加されることができ、結果はマグネト
ロンの有効な特性が補完的な電磁石のさようにより変化
または制御されることができるということになる。マグ
ネトロン自体は、図2に示されるように、濾過されない
直流半波によつて作動される。その2次電圧(高圧側)
が全波整流を有する50Hz,220Vの変圧器がこの
ために設けられる。それは図2が示すように、公知の一
連の正弦波電圧の半波からなる。マグネトロンの記載さ
れた特性によれば、脈動パルス型のマグネトロン電流i
A が形成される。10msecの半波の間隔に関連し
て、電流の流れの角度θ、すなわち、相対的な導通間隔
は小さい。この理由はマグネトロンの低い内部抵抗であ
る。すなわち、整流されたた主電圧の最大値はしきい値
U Sの僅かだけ上方に横たわるように許容される。これ
はとくに主変動およびしきい値電圧許容誤差の場合に問
題である。加えて、エネルギ出力は強力に脈動してい
る。同様に均一のパワー出力が達成されない。A controller for a heat permeable constant current magnetron is known from Valvo, Technical Information 830228. Here, the magnetron has a permanent magnet and a complementary electromagnet. A control current can be applied to the electromagnet via the control device, the result being that the effective properties of the magnetron can be changed or controlled by the behaviour of the complementary electromagnet. The magnetron itself is operated with an unfiltered DC half-wave, as shown in FIG. The secondary voltage (high voltage side)
A 50Hz, 220V transformer with full-wave rectification is provided for this purpose. It consists of a half wave of a series of known sinusoidal voltages, as FIG. 2 shows. According to the described properties of the magnetron, the pulsating pulse type magnetron current i
A is formed. In relation to the 10 msec half-wave spacing, the angle θ of the current flow, ie the relative conduction spacing, is small. The reason for this is the low internal resistance of the magnetron. That is, the maximum value of the rectified mains voltage is allowed to lie slightly above the threshold value U S. This is especially a problem with main variations and threshold voltage tolerances. In addition, the energy output is strongly pulsating. Similarly, a uniform power output is not achieved.
【0004】[0004]
【発明が解決すべき課題】引用例において、マグネトロ
ンの補完的な電磁石の適宜な界磁制御によつて許容効果
(主電圧、しきい値電圧、型依存分散)を補正すること
が提案される。これに関して、マグネトロンの電流およ
び電圧が考慮されねばならず、これは複雑でありかつ電
位差無しの回路において実施することは困難である。実
施のため、その場合により簡単な方法が好ましい。この
場合に、出力パワーの変化は連続調整によらずに達成さ
れるが、むしろ出力パワーの平均値がブロツク状サンプ
リングによつて、すなわち周期的な、パルス列の可変遮
断により変化される。In the cited example, it is proposed to correct the permissible effects (main voltage, threshold voltage, type-dependent dispersion) by appropriate field control of the electromagnets complementary to the magnetron. In this regard, the magnetron current and voltage must be taken into account, which is complicated and difficult to implement in circuits without potential difference. For implementation, the simpler method is then preferred. In this case, the change in output power is achieved without continuous adjustment, but rather the average value of the output power is changed by block sampling, i.e. by periodic, variable interruption of the pulse train.
【0005】それゆえ、本発明の目的は、RF発生器の
動作信頼性および制御可能性を改善することにある。Therefore, it is an object of the present invention to improve the operational reliability and controllability of RF generators.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この目的は、とくに、請
求項5の特徴によつて請求項5の前文による制御装置に
より達成される。同一の目的は請求項1の特徴部に特定
された特徴の組み合わせにより始めに記載された方法に
よつて達成される。This object is achieved in particular by the features of claim 5 and by the control device according to the preamble of claim 5. The same object is achieved by the method initially described by the combination of features specified in the characterizing part of claim 1.
【0007】請求項1に記載の本発明による方法のおよ
び請求項5に記載の本発明による制御装置の好都合な展
開は請求項2ないし4および6ないし21にそれぞれ特
定される。Advantageous developments of the method according to the invention according to claim 1 and of the control device according to the invention according to claim 5 are specified in claims 2 to 4 and 6 to 21, respectively.
【0008】本発明の必須の概念は精密に測定されたパ
ワーフローがもたらされるということである。負荷にお
ける電圧はこれにより自由に設定される。出力パワーP
A はこの場合に入力パワーPe 掛ける装置の効率η(イ
ータ)、すなわち、 PA =η・Pe (1) に対応する。An essential concept of the present invention is that it provides a precisely measured power flow. The voltage at the load is thereby freely set. Output power P
A corresponds in this case to the input power P e times the device efficiency η (eta), ie P A = η · P e (1).
【0009】効率ηは既知であり、計算されることがで
きるかまたは場合により、経験的に精密に決定されるこ
とができる。本発明による概念は主電源のおよび負荷特
性の許容誤差および種々のマグネトロンの特性がもはや
実際のパワー出力に入らないことを可能にする。The efficiency η is known and can be calculated or, in some cases, empirically determined precisely. The concept according to the invention allows the tolerances of the mains and of the load characteristics and the various magnetron characteristics to no longer be in the actual power output.
【0010】負荷、とくにマグネトロンに精密に割り当
てられたエネルギを供給しかつマグネトロンの特性から
独立して前記エネルギを制御するような本発明の目的
は、請求項1に記載の方法によつて達成される。これに
関連して、本発明による効果は1次側で個々のパワーパ
ツクが瞬間的に2次側に分離されて伝送されることがで
き、かつ前記エネルギパツクはそれらの振幅または大き
さにおいて1次側で自由に変化されることができる。エ
ネルギ変換の大きさは、例えば、電流または電圧にする
ことができ、実施例によれば、チヨーク(インダクタ)
のエネルギがこのために使用される。The object of the invention of supplying a precisely allocated energy to the load, in particular the magnetron, and controlling said energy independently of the characteristics of the magnetron, is achieved by the method according to claim 1. It In this connection, the effect according to the invention is that on the primary side individual power packs can be momentarily separated and transmitted to the secondary side, and said energy packs are of primary order in their amplitude or magnitude. Can be changed freely on the side. The magnitude of the energy conversion can be, for example, a current or a voltage, and according to the embodiment, a yoke (inductor).
Energy is used for this.
【0011】主電圧から独立して出力負荷パワー(RF
パワー)を維持するようなさらに他の目的は、同様に請
求項1に記載の方法によつてまたは請求項5に記載の制
御装置によつて達成される。これにより本発明による効
果はコンバータに供給する中間回路直流電圧の振幅がも
はやマグネトロンのパワー出力に入らないために存す
る。チヨーク電流im a x の振幅値の変化または制御ま
たは調整はエネルギパケツト(エネルギ量)の寸法付け
を形成する。チヨークに蓄えられたエネルギはインダク
タンスの大きさの関数としてかつ比較器の切断の場合に
蓄えらられるチヨーク電流im a x の関数としてのみ決
定される。前記チヨーク電流の振幅が変化されることが
でき、その結果としてエネルギパケツトのまたはエネル
ギ量の大きさまたはレベルが本発明により変化されるこ
とができる。Output load power (RF
Still other purposes, such as maintaining power), are likewise achieved by the method according to claim 1 or by the control device according to claim 5. As a result, the advantage of the invention resides in that the amplitude of the intermediate circuit DC voltage supplied to the converter no longer enters the power output of the magnetron. The change or control or adjustment of the amplitude value of the chioke current i max forms the sizing of the energy packet. The energy stored in the chioke is determined only as a function of the magnitude of the inductance and as a function of the chioke current i max that is stored in the case of comparator disconnection. The amplitude of the chioke current can be varied and, as a result, the magnitude or level of the energy packet or amount of energy can be varied according to the present invention.
【0012】単一型のマグネトロンのユニツト間の分
散、または同一制御装置から種々の型のマグネトロンへ
の整合をもたらすような本発明のさらに他の目的は、請
求項1の特徴および請求項5の特徴によつて同様に達成
される。本発明による効果はこの場合にマグネトロンの
特性の独立に存する。マグネトロンに供給されるエネル
ギは効率ηを考慮しているマグネトロンによつて出力さ
れ、マグネトロン電流またはマグネトロン電圧(負荷電
流、負荷電圧)は自由に設定されることができる。Yet another object of the present invention is to provide unit-to-unit magnetron unit-to-unit dispersion or matching from the same controller to various types of magnetrons. The same is achieved by the characteristics. The effect according to the invention lies in this case independently of the properties of the magnetron. The energy supplied to the magnetron is output by the magnetron considering the efficiency η, and the magnetron current or the magnetron voltage (load current, load voltage) can be set freely.
【0013】好都合な展開によれば、負荷パワーは同様
にエネルギパケツトの瞬間的な分離を変化することによ
り変化されることができる。サイクル(1−>2−>1
−>2・・・)の位相(1)および(2)この場合に周
期的に互いに直接追随して行われないが、むしろさらに
他の位相(3)が挿入される。ここで、According to a convenient development, the load power can likewise be changed by changing the instantaneous separation of the energy packets. Cycle (1->2-> 1
-> 2 ...) Phases (1) and (2) which in this case do not directly follow one another periodically, but rather further phases (3) are inserted. here,
【0014】(1)は例えばチヨークにおける規定量の
エネルギの蓄積、(1) is the accumulation of a specified amount of energy in, for example, a chain yoke,
【0015】(2)は負荷が接続されることができる2
次側への前記エネルギ量の出力または変換、および(2) A load can be connected 2
Output or conversion of said energy quantity to the secondary side, and
【0016】(3)はアイドリング、すなわち、新たな
量のエネルギの再蓄積もまた1次側から2次側へのエネ
ルギ量の出力。(3) Idling, that is, the re-accumulation of a new amount of energy is also the output of the amount of energy from the primary side to the secondary side.
【0017】エネルギ出力は位相(3)の時間間隔を変
化することによりサイクル(1−>2−>3−>1−>
2−>3−>1・・・)によつて自由に規定される、す
なわち、蓄えられるエネルギの量および出力はこれによ
つて一定にすることができる。The energy output is changed by changing the time interval of phase (3) to cycle (1->2->3->1->).
2>->3-> 1 ...), that is to say the amount of energy stored and the output can be kept constant thereby.
【0018】好都合な展開によれば、本発明による方法
または本発明による制御装置はさらに監視および/また
は保護手段により補完されることができ、これらは従属
する請求項の主題である。According to an advantageous development, the method according to the invention or the control device according to the invention can be further supplemented by monitoring and / or protective means, which are the subject of the dependent claims.
【0019】以下に、本発明を例示の実施例を参照して
詳細に説明する。The invention will now be described in detail with reference to exemplary embodiments.
【0020】[0020]
【実施例】図1および2は本明細書の導入部分において
すでに説明された。EXAMPLES FIGS. 1 and 2 have already been described in the introductory part of the specification.
【0021】図3の主要素は1次巻線および2次巻線を
有する循環コイルまたは変圧器Traである。1次巻線
は巻数w1 を、そして2次巻線は巻数w2 を有する。電
子スイツチS1 は変圧器Traの1次巻線w1 と整流お
よび平滑交流電圧としてまたはバツテリとして具体化さ
れることができる中間回路直流電圧U1 との間に配置さ
れる。電子パワースイツチ(S1 )はパワートランジス
タ、パワーMOS−FET、ゲートオフ(GTO)サイ
リスタ等のごときいかなる型の電子スイツチからも形成
されることができる。それは周期的にオンおよびオフさ
れ、スイツチング周波数は所望の変換された合計エネル
ギに依存するかまたは一定である。2次巻線w2 と接続
された負荷(マグネトロン)との間に配置されるのはパ
ワーダイオードD1 である。さらに、平滑コンデンサC
s は負荷と並列に設けられることができる。パワースイ
ツチS1 は1次側に接続されるかまたは導通すべくトリ
ガ(接続位相)されるとき、2次側ダイオードD1 は遮
断される。規定されたまたは設定可能な最大電流i
m a x が達成されるとき、1次側パワースイツチS1 は
オフされる。変換器Traの主インダクタLh はこのオ
ン位相の間中規定された量のエネルギE0 を吸収した。
前記量は、The main element of FIG. 3 is a circulating coil or transformer Tra having a primary winding and a secondary winding. The primary winding has a number of turns w 1 and the secondary winding has a number of turns w 2 . Electronic switch S 1 is disposed between the intermediate circuit DC voltage U 1 that can be embodied as or Batsuteri as primary winding w 1 and the rectifying and smoothing AC voltage of the transformer Tra. The electronic power switch (S 1 ) can be formed from any type of electronic switch such as a power transistor, power MOS-FET, gate-off (GTO) thyristor and the like. It is turned on and off periodically and the switching frequency depends or is constant on the desired converted total energy. A power diode D 1 is arranged between the secondary winding w 2 and the connected load (magnetron). Furthermore, smoothing capacitor C
s can be provided in parallel with the load. When the power switch S 1 is connected to the primary side or is triggered (connection phase) to conduct, the secondary diode D 1 is cut off. Specified or configurable maximum current i
When max is reached, the primary power switch S 1 is turned off. The main inductor L h of the converter Tra has absorbed a defined amount of energy E 0 during this on-phase.
The amount is
【0022】 E0 =1/2L1 ・imax 2 (2) である。E 0 = ½L 1 · i max 2 (2)
【0023】L1 は1次チヨークインダクタまたは変圧
器の1次主インダクタを示す。L 1 represents the primary chain inductor or the primary main inductor of the transformer.
【0024】図3による回路において、1次チヨークイ
ンダクタは変圧器Traの主インダクタによつて形成さ
れる。蓄積過程はS1 をオフすることにより終了され、
直後に蓄積されたエネルギが変圧器の2次側への1次電
流を整流する効果を有し、2次側ダイオードD1 は導通
となり、そして蓄積されたエネルギは2次側に出力され
る。この過程(蓄積−変換、蓄積−変換)が秒当たりf
回繰り返される(周波数f=1/T)ならば、結果は変
換されたパワー、In the circuit according to FIG. 3, the primary chain inductor is formed by the main inductor of the transformer Tra. The accumulation process is terminated by turning off S 1 ,
Immediately after, the stored energy has the effect of rectifying the primary current to the secondary side of the transformer, the secondary diode D 1 becomes conductive and the stored energy is output to the secondary side. This process (accumulation-conversion, accumulation-conversion) is f
If repeated (frequency f = 1 / T), the result is the converted power,
【0025】 PA =f・1/2L1 ・imax 2 ・η=f・1/2Lh ・imax 2 ・η(3) である。P A = f · ½L 1 · i max 2 · η = f · ½L h · i max 2 · η (3)
【0026】図4および図5によれば、im a x は最大
1次電流を示す。According to FIGS. 4 and 5, i max represents the maximum primary current.
【0027】1次側の最大電流im a x の適宜な選択に
より、出力パワーはかくして予め定められかつ達成され
ることができ、U1 の考え得る変動および/または負荷
の変動特性は入っていない。平滑コンデンサCs によ
り、2次側に出力されるエネルギパケツトの平滑は負荷
への連続エネルギ出力を可能にし、そして必要ならばさ
らに他の平滑がLC低域フイルタの形で設けられること
ができる。By appropriate selection of the maximum primary side current i max , the output power can thus be predetermined and achieved and is free of possible variations in U 1 and / or load variations. With the smoothing capacitor C s , smoothing of the energy packet output on the secondary side allows continuous energy output to the load, and further smoothing can be provided in the form of an LC low pass filter if desired. .
【0028】蓄積−変換過程がそれにより繰り返される
周波数については前述された。前記周波数は約20KH
z、とくに可聴限界以上の範囲において好都合であり、
またより低い出力負荷パワーの場合に降下する。これは
エネルギ制御の2つの可能性を示唆する。すなわち、1
次側の最大電流im a x を変化しながらの一定周波数、
および可変周波数により対にされた一定の最大1次電流
強さを示唆する。また、2つの影響を及ぼすパラメータ
を結合する可能性であり、その結果最大1次電流は特定
の範囲において変化され、一方他の範囲において周波数
fが変化されるか、または1次電流の周波数および振幅
が変化される動作範囲を設けることができる。The frequencies at which the accumulation-conversion process is repeated are described above. The frequency is about 20KH
z, especially in the range beyond the audible limit,
It also drops at lower output load powers. This suggests two possibilities for energy control. Ie 1
Constant frequency while changing the maximum current i max on the secondary side,
And a constant maximum primary current strength paired with a variable frequency. It is also possible to combine two influencing parameters so that the maximum primary current is changed in a certain range while the frequency f is changed in the other range or the frequency of the primary current and An operating range can be provided in which the amplitude is changed.
【0029】スイツチS1 がオフされるとき変圧器Tr
aの主インダクタおよび1次電流im a x によつて運ば
れる1次側エネルギは1次電流がスイツチS1 が再びオ
ンにされたとき消滅するなりば、その場合に2次側に完
全に伝送される。残りの電流ip ≠0がS1 が再びオン
されるときにのこるならば、エネルギの1部分のみが2
次側に出力される。このような動作が同様に可能であ
り、この場合に出力エネルギはスイツチS1 がオフする
とき変圧器に蓄積されるエネルギとスイツチS1が再び
オンするとき変圧器にまだ残っているエネルギとの間の
エネルギの差から計算される。When the switch S 1 is turned off, the transformer Tr
The primary energy carried by the main inductor of a and the primary current i max will be completely transferred to the secondary side if the primary current disappears when switch S 1 is turned on again. It If the remaining current i p ≠ 0 is present when S 1 is turned on again, only one part of the energy is 2
It is output to the next side. Such an operation is likewise possible, the output energy being in this case the energy stored in the transformer when switch S 1 turns off and the energy still remaining in the transformer when switch S 1 turns on again. Calculated from the energy difference between
【0030】図6は2つの1次パワースイツチS1 およ
びS2 ならびに2つの1次自由走行ダイオードD1 およ
びD2 が設けられるさらに他のブロツク図を示す。変圧
器Traの1次巻線は非対称ブリツジにおいてパワース
イツチおよび自由走行ダイオードに接続される。スイツ
チS1 およびS2 は同期して制御される。2次側は図3
との比較により変化されない。図6による回路は変圧器
の主インダクタの消磁が1次側および2次側で新たに行
われるという利点を有する。例えば、負荷が損傷される
かまたは負荷が設けられないならば、2次過電圧はエネ
ルギパケツトを1次側自由走行D1 およびD2 を経由し
て1次バツクアツプコンデンサまたはバツテリ(図7の
電流特性参照)に供給することにより回避されることが
できる。エネルギはこれにより2次側に出力されず、か
つそこで所望しない電圧の増加が回避されることができ
る。装置は回路を開放するのに抗する。FIG. 6 shows a further block diagram in which two primary power switches S 1 and S 2 and two primary free running diodes D 1 and D 2 are provided. The primary winding of the transformer Tra is connected to the power switch and the free running diode in an asymmetric bridge. Switches S 1 and S 2 are controlled synchronously. Secondary side is Figure 3
Not changed by comparison with. The circuit according to FIG. 6 has the advantage that degaussing of the main inductor of the transformer is newly carried out on the primary and secondary sides. For example, if the load is damaged or unloaded, the secondary overvoltage will cause the energy packet to travel through the primary side free running D 1 and D 2 to the primary backup capacitor or battery (see FIG. 7). Can be avoided by supplying the current characteristics (see the current characteristics). Energy is thereby not output to the secondary side and undesired voltage increases can be avoided there. The device resists opening the circuit.
【0031】チヨークL1 または主インダクタLh の設
計のための予備条件は性格にするために基本的な動作パ
ラメータを確立することである。A pre-requisite for the design of the chain yoke L 1 or main inductor L h is to establish the basic operating parameters for characterisation.
【0032】U 1 min・・・考え得る最小バツテリ電圧U 1 min ... the minimum battery voltage that can be considered
【0033】U 1 max・・・考え得る最大バツテリ電圧U 1 max : maximum possible battery voltage
【0034】U 2 min・・・考え得る最小負荷電圧U 2 min ... Possible minimum load voltage
【0035】U 2 max・・・考え得る最大負荷電圧U 2 max : maximum possible load voltage
【0036】f・・・・・・パルス周波数F ··· Pulse frequency
【0037】T・・・・・・周期T ... Cycle
【0038】P A max・・・所定の出力パワーに無関係
の必要な最大許容誤差P A max ... The required maximum allowable error irrespective of the predetermined output power
【0039】K・・・・・・変圧比K ・ ・ ・ ・ Transformation ratio
【0040】第1段階はw1 /w2 =Kを確立すること
である。The first step is to establish w 1 / w 2 = K.
【0041】U 2 max・KがU 1 minより小さいかほぼ
小さい(U 2 max<または−U 1 min)、それからK=
U 1 min/U 2 max (4)U 2 max · K is less than or substantially less than U 1 min (U 2 max <or −U 1 min ), then K =
U 1 min / U 2 max (4)
【0042】これはU 2 maxおよびU 1 minが同時に優
勢であるとき、フイードバツクがD1 ,D2 を介してバ
ツテリ/バツフアコンデンサにまだ行われないことを意
味する。This means that when U 2 max and U 1 min are predominant at the same time, the feedback is not yet done to the battery / buffer capacitor via D 1 and D 2 .
【0043】それはダイオードD1 (U Dmax )につい
て最大電圧ひずみ、すなわち、It is the maximum voltage distortion for diode D 1 (U Dmax ), ie
【0044】 U Dmax =2・U 1 min/K=2・U 2 max/U 1 min (5) を保持する。U Dmax = 2 · U 1 min / K = 2 · U 2 max / U 1 min (5) is held.
【0045】別個に決定される関係、すなわち、Relationships that are determined separately, that is,
【0046】 L1 =〔η/(2・f・P A max)〕・〔U 1 min/( 1+U 2 max/U 2 min)〕 (6) (ここではより詳細に説明されない)がL1 を確立する
のに保持される。L 1 = [η / (2 · f · P A max )] · [U 1 min / (1 + U 2 max / U 2 min )] (6) is (not described in more detail here) L 1 Held to establish.
【0047】0.9が効率η(イータ)に推定されるこ
とができる。0.9 can be estimated for the efficiency η (eta).
【0048】さらに、チヨークはP A max が飽和作用
なしに変換されることができるように寸法付けられる。
標遊磁界を無視すると、必要な有効コア容量Vは、Furthermore, the chioke is dimensioned such that P A max can be converted without saturation effects.
Ignoring the stray magnetic field, the required effective core capacitance V is
【0049】 V=2・μ0 ・μ reff ・P A max /(η・f・B max 2 ) (7)V = 2 · μ 0 · μ reff · P A max / (η · f · B max 2 ) (7)
【0050】 ここで、μ reff =μr /(1+μr ・l1 /l2 )Here, μ reff = μ r / (1 + μ r · l 1 / l 2 )
【0051】μ0 ・・・・・1.26・10-6Tm/AΜ 0 ... 1.26 · 10 −6 Tm / A
【0052】μr ・・・・・コア材料の透磁率Μ r ··· Permeability of core material
【0053】μ reff ・・・空隙に依存する約50〜1
00の有効相対透磁率Μ reff ... about 50 to 1 depending on void
Effective relative permeability of 00
【0054】l1 ・・・・・コアの有効磁気通路長さ
(m)L 1 ... Effective magnetic path length of core (m)
【0055】l2 ・・・・・空隙(m)L 2 ... void (m)
【0056】B max・・・・最大透過インダクシヨンT
(0.2T〜0.3T)B max ...- Maximum transmission induction T
(0.2T-0.3T)
【0057】η(イータ)・・・効率Η (efficiency) ... efficiency
【0058】比較的大きなμ reff に基づいてVを最初
に選ぶのが有利であり、かくしてより大きな空隙に関し
てかつP A max に関して留保を得る。It is advantageous to choose V first based on a relatively large μ reff , thus obtaining a reservation for larger voids and for P A max .
【0059】インダクタは、L1 =w1 2 ・Gm 、The inductor is L 1 = w 1 2 · G m ,
【0060】 ここでGm =μ0 ・μ reff ・F/l1 (8)Here, G m = μ 0 · μ reff · F / l 1 (8)
【0061】Gm ・・・磁気透磁度G m ... Magnetic permeability
【0061】F・・・・コアの有効磁気断面F ... Effective magnetic cross section of core
【0062】Gm は(7)を使用して決定されるコアお
よびこの場合に取られるそのパラメータまたはμ reff
を基礎にして知られる。巻数w1 はかくして(8)を基
礎にして決定されることができる。これに関連して、好
ましくは、減少されたGm ・w1 2 を使用して計算が実
施されるべきである。正確には、その場合に空隙の経験
的な選択によりL1 を精密に設定する可能性がある。G m is determined using (7) and its parameters taken in this case or μ reff
Known on the basis of. The number of turns w 1 can thus be determined on the basis of (8). In this connection, the calculation should preferably be carried out with a reduced G m · w 1 2 . To be precise, it is possible in that case to set L 1 precisely by empirical selection of the air gap.
【0063】実際には、電源ユニツトは短絡互換性およ
び開放回路保護を有することが期待される。装置が、開
放回路保護に加えて、過電流回路を備えるならば、それ
は短絡保証である。In practice, the power supply unit is expected to have short circuit compatibility and open circuit protection. If the device comprises an overcurrent circuit in addition to open circuit protection, it is a short circuit guarantee.
【0064】正確には、短絡電流は、各段階において、
適度にのみ上昇し、そしてパルスが時間通りにオフされ
るのを許容する。出力が開放されるならば、出力電圧は
ダイオードD2 ,D3 が1次側で導通となるまでのみ上
昇し、チヨークエネルギはバツテリ/バツフアコンデン
サに流れる。装置はかくしてまた回路アイドリングプル
ーフを開放するのに抗する。To be precise, the short-circuit current is
Only rise in moderation and allow the pulse to turn off in time. If the output is opened, the output voltage will rise only until the diodes D 2 and D 3 are conducting on the primary side and the chijo energy will flow to the battery / buffer capacitor. The device thus also resists opening the circuit idling proof.
【0065】図8の実施例は以下のようにまとめられ
る。The embodiment of FIG. 8 is summarized as follows.
【0066】主整流Main rectification
【0067】負荷回路を有する蓄積チヨークStorage chain with load circuit
【0068】制御装置を有する出力段Output stage with controller
【0069】シーケンス制御装置および保護機能Sequence control device and protection function
【0070】主整流Main rectification
【0071】G L1 によつて整流された220Vの主電
圧はバツテリ電圧U1 を供給する。+10%および−1
5%の最大とみなされる主電圧許容誤差および20Vの
最大残留リツプルの場合において、U 1 min =245
VおよびU 1 max =345Vを得る。The mains voltage of 220 V rectified by G L1 supplies the battery voltage U 1 . + 10% and -1
In the case of a mains voltage tolerance regarded as a maximum of 5% and a maximum residual ripple of 20 V, U 1 min = 245
V and U 1 max = 345V are obtained.
【0072】負荷回路を有する供給チヨークSupply chain with load circuit
【0073】仕様:U 1 min =245V,U 1 max
=345V,U 2 min =2500V,U 2 max =3
500V,f=20KHz,P A max =1.2KW,
η=0.9(推定または測定)Specifications: U 1 min = 245V, U 1 max
= 345 V, U 2 min = 2500 V, U 2 max = 3
500V, f = 20KHz, P A max = 1.2KW,
η = 0.9 (estimation or measurement)
【0074】(4)にしたがつて、K=14の結果とな
る。According to (4), the result of K = 14 is obtained.
【0075】(6)を適用して、L1 ≒2.10 -4 H
=0.2mHを得る。Applying (6), L 1 ≈ 2.10 -4 H
= 0.2 mH is obtained.
【0076】コア容量は次の前提、すなわち、μ reff
=150(小さな空隙),B max=0.3T,η=0.
9により(7)を適用することにより計算される。The core capacity is based on the following assumption: μ reff
= 150 (small void), B max = 0.3 T, η = 0.
Calculated by applying (7) by 9.
【0077】したがつて、V=280.000mm3 Therefore, V = 280.000 mm 3
【0078】これに対応するコアUU93/152/3
0はパラメータ、V’=280.000mm3 ,l1 =
345mm(磁気通路長さ),F=826mm2 (磁気
断面)を有する。Corresponding core UU93 / 152/3
0 is a parameter, V '= 280.000 mm 3 , l 1 =
It has 345 mm (magnetic path length) and F = 826 mm 2 (magnetic cross section).
【0079】(8)を適用することにより、Gm =4.
5・10 -7 H/w2 を得る。By applying (8), G m = 4.
5 · 10 −7 H / w 2 is obtained.
【0080】w1 =20により、L1 の結果は1.8・
10 -4 Hの計算された値である。実際に、0.2mH
の公称値が2.1mm=2mmの空隙によりほぼ達成さ
れる。Since w 1 = 20, the result of L 1 is 1.8 ·
Calculated value of 10 −4 H. Actually 0.2 mH
A nominal value of 2.1 mm = 2 mm is almost achieved with an air gap of 2 mm.
【0081】図6のダイオードD1 に関して、(5)に
したがつて必要な留保電圧U D 1 ma x の結果はU
D 1 m a x≒10KVであり、そしてフイルタコンデン
サCs はその明白な位置で5000Vを支持することが
できねばならない。これらの関係は事実上実行不能であ
り、その結果2次巻線の12回(n回)の分割が行われ
る。すなわち、w2 ”=w2 /n=w1 /(K・12)
である。本明細書を通して、「”」は「★」の代用であ
る。With respect to the diode D 1 of FIG. 6, the result of the retention voltage U D 1 max required according to (5) is U
D 1 max ≈10 KV, and the filter capacitor C s must be able to support 5000 V in its obvious position. These relationships are virtually infeasible, resulting in 12 (n) splits of the secondary winding. That is, w 2 ″ = w 2 / n = w 1 / (K · 12)
Is. Throughout this specification, "" is a substitute for "★".
【0082】この結果はダイオードD1 ”に関してU
D1 max =820Vであり、そしてフイルタコンデンサ
Cs ”は410Vの最大によつてのみ負荷され、Cs ”
=12・Cs を保持する。This result is U for diode D 1 ″.
D1 max = 820V, and the filter capacitor C s ″ is loaded only by a maximum of 410V, C s ″.
= To hold the 12 · C s.
【0083】追加の平滑が追加のLC素子(L
3 , C3 )によつて達成されることができる。負荷電流
はこれにより事実上連続し、出力パワーはその脈動性質
を失う。An additional LC element (L
3, C 3 ) can be achieved. The load current is thereby virtually continuous and the output power loses its pulsating nature.
【0084】制御装置を有する出力段Output stage with controller
【0085】これは非対称のブリツジ回路からなり、関
連の構成要素は電界効果トランジスタTr1 ,Tr1’、お
よびさらに、ダイオードD2 ,D3 である。制御はドラ
イバDri1、変圧器Trab,Trab’、およびド
ライバDri2,Dri2’からなる装置によつて取り
扱われる。FETは絶縁制御装置(光学的にかつ磁気的
に)を介して制御される。It consists of an asymmetric bridge circuit, the relevant components of which are the field effect transistors T r1, T r1 ′ and also the diodes D 2 , D 3 . The control is handled by the device consisting of the driver Dri1, the transformers Trab, Trab 'and the drivers Dri2, Dri2'. The FET is controlled via an isolation controller (optically and magnetically).
【0086】シーケンス制御装置および保護機能Sequence control device and protection function
【0087】シーケンス制御装置の主要な仕事は、ip
=ip max(PA )=i max(PA)が達成されると
き、例えば、20KHzで切り換え段を周期的に接続し
かつそれぞれ開放することである。ip (PA )は所望
のパワーフローP Aが達成されるピーク値である。電流
の獲得および開放は抵抗器R1 および比較器K1 によつ
て行われる。ip ・R1 >U comp ならば、K1 がトリ
ガされる。この場合に、U comp はU comp =ip max
(P A)にしたがつて設定される。The main task of the sequence controller is ip
= I p max (P A ) = i max (P A ) is achieved by periodically connecting and respectively opening the switching stages, for example at 20 KHz. i p (P A ) is the peak value at which the desired power flow P A is achieved. The acquisition and release of current is performed by the resistor R 1 and the comparator K 1 . If i p · R 1 > U comp then K 1 is triggered. In this case, U comp is U comp = ip max
It is set according to (P A ).
【0088】クロツクパルス発生器はアンドゲートG1
に印加される、20KHzで狭いパルスを供給する。ゲ
ートG1 が開くならば、パルスは各々クロツクパルスを
有する設定入力Sを経由してRSフリツプーフロツプF
F2をセツトする。結果として、切り換え段はDri1
を介してオンする。ip max・R1 =U comp のとき、
K1 各場合にリセツト入力Rを介してFF2をオフす
る。The clock pulse generator is an AND gate G 1
, A narrow pulse at 20 KHz applied to the. If the gate G 1 is open, the pulse is routed to the RS flip-flop F via the setting input S, which has a clock pulse each.
Set F2. As a result, the switching stage is Dri1.
To turn on. When ip max · R 1 = U comp ,
K 1 In each case, FF2 is turned off via the reset input R.
【0089】「動作」状態はスタートパルスによつてフ
リツプーフロツプFF1をセツトすることにより引き起
こされる。動作はFF1をリセツトすることにより終了
される。これはオアゲートG2 がストツプ=Hを報告す
るときの場合である。これは規定の保護監視が応答する
とき、または「エンド」が特定されるときに行われる。The "active" state is triggered by setting flip-flop FF1 by means of a start pulse. The operation is terminated by resetting FF1. This is the case when OR gate G 2 reports Stop = H. This is done when the prescribed protection monitoring responds, or when the "end" is identified.
【0090】示されたシーケンス制御装置は概略/ブロ
ツク図を再生する。このために集積回路が使用されるこ
とができる。パワースイツチ/ダイオードD2 ,D3 ,
Tr1, Tr1’は実施例において別個に設けられる。しか
しながら、集積レベルが上昇しかつ集積回路の性能が増
大するならば、それらは同様に一体要素としてまたはパ
ワーモジユールの形で設けられることができる。The sequence controller shown reproduces a schematic / block diagram. An integrated circuit can be used for this. Power switch / diode D 2 , D 3 ,
T r1 and T r1 'are separately provided in the embodiment. However, if the level of integration increases and the performance of integrated circuits increases, they can likewise be provided as integral elements or in the form of power modules.
【0091】[0091]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下の特徴および効果を奏する。As described above, according to the present invention,
It has the following features and effects.
【0092】1.エネルギ蓄積チヨーク(変圧器、循環
コイル)は2つの巻線w1 ,w2 を有する。電子スイツ
チは1次巻線と供給電圧との間に配置される。半波整流
器は2次巻線w2 と負荷との間に配置される。巻線の方
向は、スイツチが導通するとき整流器が極性によつて遮
断するように選ばれる。(これは絶縁変圧器に対応す
る)1. The energy storage chain (transformer, circulation coil) has two windings w 1 and w 2 . The electronic switch is arranged between the primary winding and the supply voltage. The half-wave rectifier is arranged between the secondary winding w 2 and the load. The winding direction is chosen so that when the switch is conducting, the rectifier shuts off by polarity. (This corresponds to an isolation transformer)
【0093】2.スイツチは導通および遮断するように
周期的にトリガされる。導通段階の間中、「エネルギパ
ケツト」(エネルギ部分、エネルギ量)がバツテリから
チヨーク(変圧器の主インダクタ)に通される。遮断段
階(オフ位相)の間中、前記パケツトは負荷に完全に出
力される。パワーフロー(P)は「エネルギパケツト」
(W)掛ける周波数(f)に、またはP=W・fに対応
する。これは固定周波数および重畳された三角形電流特
性を有する絶縁変圧器の三角形動作に対応する。また、
直流成分I0 がすべてのtに関してip >0またはip
がにほぼ等しいように重畳されることができる。2. The switch is periodically triggered to make and break. During the conduction phase, an "energy packet" (energy portion, amount of energy) is passed from the battery to the yoke (main inductor of the transformer). During the shutoff phase (off phase), the packet is fully output to the load. Power flow (P) is "energy packet"
(W) corresponds to the frequency to be multiplied (f) or P = W · f. This corresponds to the triangular operation of an isolation transformer with fixed frequency and superimposed triangular current characteristics. Also,
I p> 0 or i p DC component I 0 is for all of t
Can be superposed to be approximately equal to.
【0094】3.上記2による機能は変換比K=w1 /
w2 のおよび1次主インダクタLhの適宜な寸法付けに
よつて考慮されるようなすべての動作条件により保証さ
れる。3. The function of the above 2 is the conversion ratio K = w 1 /
Guaranteed by all operating conditions as taken into account by appropriate sizing of w 2 and the primary main inductor L h .
【0095】4.上記1によるスイツチは、例えば、2
つのトランジスタTr1 ,Tr1’またはS1 , S2 および
2つのダイオードD2 ,D3 からなる非対称ブリツジ
(Hブリツジ)によつて実現される。4. The switch according to the above 1 is, for example, 2
It is realized by an asymmetric bridge (H bridge) consisting of one transistor T r1, T r1 ′ or S 1, S 2 and two diodes D 2 , D 3 .
【0096】5.上記1による2次巻線はn回分割され
る。各分割巻線はその固有の整流器D1 ”およびその固
有の平滑コンデンサCs ”を有する。結果として、2次
ダイオードD1 ”についての遮断ひずみが減少される。5. The secondary winding according to the above 1 is divided n times. Each split winding has its own rectifier D 1 ″ and its own smoothing capacitor C s ″. As a result, the breaking distortion for the secondary diode D 1 ″ is reduced.
【0097】さらに、巻線の絶縁は簡単化され、そして
2次蓄積コンデンサは低電圧耐久性を有することができ
る。Furthermore, the insulation of the windings is simplified and the secondary storage capacitor can have low voltage endurance.
【0098】6.上記2による「エネルギパケツト」
は、適宜な電流強さimax が達成され、そしてその過程
においてスイツチTr1 ,Tr1’の導通段階が遮断される
ように1次側で決定するために測定分流器R1 および比
較器K1 を使用することにより寸法付けられる。6. "Energy packet" according to 2 above
Is a measuring shunt R 1 and a comparator K in order to determine on the primary side that a suitable current strength i max is reached and in the course of which the conduction stage of the switches T r1, T r1 'is interrupted. Dimensioned by using 1 .
【0099】7.出力電圧の平滑は、出力電圧(U2 )
に対してより高い要求の場合において、すなわち、所望
の小さな残留リツプルの場合において設けられる、さら
に他の2次LC低域フイルタによつて取り扱われる。L
3 /C3 は、そのコンデンサCs ”が三角形2次電流i
2 (t)を充分に平滑するために充分に大きくすでに寸
法付けられるならば、省略されることができる。7. The output voltage is smoothed by the output voltage (U 2 )
In the case of higher demands, i.e. in the case of the desired small residual ripple, is handled by a further secondary LC low-pass filter. L
3 / C 3 has a capacitor C s ″ with a triangular secondary current i
It can be omitted if it is already large enough to sufficiently smooth 2 (t).
【図1】マグネトロンの代表的な特性を示す特性図であ
る。FIG. 1 is a characteristic diagram showing typical characteristics of a magnetron.
【図2】整流された正弦波電圧半波を有する図1による
特性を有するマグネトロンを給電する場合の電流および
電圧特性を示す特性図である。2 is a characteristic diagram showing current and voltage characteristics in the case of feeding a magnetron having the characteristics according to FIG. 1 with a rectified sinusoidal voltage half-wave.
【図3】本発明の実施例に使用するための単一終端絶縁
コンバータを示すブロツク図である。FIG. 3 is a block diagram showing a single-ended isolated converter for use in an embodiment of the present invention.
【図4】図3による回路装置の場合の1次電流特性を示
す特性図である。4 is a characteristic diagram showing a primary current characteristic in the case of the circuit device according to FIG.
【図5】エネルギ量のエネルギ蓄積段階がエネルギ出力
段階の終わりに直接接続されない、図3による回路装置
の電流特性を示す特性図である。5 is a characteristic diagram showing the current characteristic of the circuit arrangement according to FIG. 3, in which the energy storage stage of the energy quantity is not directly connected at the end of the energy output stage.
【図6】図4および図5の電流特性を同様に保持する本
発明の他の変更実施例を示すブロツク図である。FIG. 6 is a block diagram showing another modified embodiment of the present invention which similarly holds the current characteristics of FIGS. 4 and 5;
【図7】2次アイドリングの場合における、図6による
回路の電流特性を示す特性図である。7 is a characteristic diagram showing the current characteristic of the circuit according to FIG. 6 in the case of secondary idling.
【図8】詳細な制御エレクトロニクスおよび追加の監視
および保護エレクトロニクスを有する、図6による本発
明のさらに他の実施例を示すブロツク図である。8 is a block diagram showing yet another embodiment of the invention according to FIG. 6 with detailed control electronics and additional monitoring and protection electronics.
Tra 変圧器 w1 1次巻線 w2 2次巻線 S1 スイツチ S2 スイツチ Cs コンデンサ D1 ダイオード Lh インダクタ Tr1 トランジスタTra transformer w 1 primary winding w 2 secondary winding S 1 switch S 2 switch C s capacitor D 1 diode L h inductor T r1 transistor
Claims (21)
するためのRF発生器給電方法において、瞬間的に分離
されるエネルギ量(E0 =1/2L1 ・i ma x 2 )が
1次主電圧側からRF発生器が負荷として接続される2
次高圧側に伝送され、該負荷に望まれる公称負荷出力
(P nom ) が1次側で規定され、そして瞬間的に分
離されて伝送されるエネルギ量(E0 =1/2L1 ・i
m ax 2)のレベル(E0 )が前記規定された公称負荷
出力(P nom )および装置全体の効率(η,eta)
の関数として変化され、その結果が有効な2次側の実際
の負荷出力(PA ,P act )が、とくに定数として、
任意の方法において規定されることなることを特徴とす
るRF発生器給電方法。1. An RF generator, especially an RF generator feeding method for feeding a magnetron, wherein the energy amount (E 0 = 1 / 2L 1 · i max 2 ) instantaneously separated is the primary main voltage. The RF generator is connected as a load from the side 2
The nominal load output (P nom ) desired for the load, which is transmitted to the secondary high voltage side, is defined on the primary side, and is momentarily separated and transmitted (E 0 = 1 / 2L 1 · i).
The level (E 0 ) of m ax 2 ) is the nominal load output (P nom ) defined above and the efficiency of the entire device (η, eta).
The actual load output (P A , P act ) on the secondary side, which is varied as a function of
An RF generator feeding method, characterized in that it is defined in any way.
ネルギ量(E0 )を周期的に記憶しかつ出力するインダ
クタ(L1 ,Lh )の最大電流(i max )を変化する
ことによりもたらされることを特徴とする請求項1に記
載のRF発生器給電方法。2. The energy level (E 0 ) varies the maximum current (i max ) of the inductors (L 1 , L h ) that periodically store and output the energy level (E 0 ). The RF generator power feeding method according to claim 1, wherein the method is provided by:
act )はエネルギ量(E0 )のレベルによりかつ伝送
されたエネルギ量(f・E0 =PA )の瞬間的な分離
(T,n/f)によつて規定されるかまたは変化される
ことを特徴とする請求項1または2に記載のRF発生器
給電方法。3. The effective actual load output (P A , P
act ) is defined or varied by the level of the energy content (E 0 ) and by the instantaneous separation (T, n / f) of the transmitted energy content (f · E 0 = P A ). The RF generator power feeding method according to claim 1 or 2, characterized in that.
方法において循環コイルまたは変圧器(T)によつて1
次側(w1 )から2次側(w2 ,w3 ”)に変換されか
つそこで1つまたはそれ以上の段(Cs ,Cs ”,L
3 , C3 )において平滑され、そして各変換されたエネ
ルギ量(E0 )は複数の対称2次巻線((w2 ”)中に
細分され、前記巻線は負荷電圧(U2 , UA )を形成す
るために直列に接続されることを特徴とする前記請求項
のいずれか1項に記載のRF発生器給電方法。4. The amount of energy (E 0 ) is equal to 1 by a circulating coil or a transformer (T) in a potential-free manner.
Converted from the secondary side (w 1 ) to the secondary side (w 2 , w 3 ″) and there one or more stages (C s , C s ″, L)
3, C 3 ) and each transformed energy quantity (E 0 ) is subdivided into a plurality of symmetrical secondary windings ((w 2 ″), said windings being loaded by load voltages (U 2, U 2). RF generator feeding method according to any one of the preceding claims, characterized in that they are connected in series to form A ).
記載の方法を実施するために、1次装置、とくに中間回
路バツフアー直流電圧(U1 )を設けるための整流およ
び平滑装置、1次電流(ip )において比例する信号
(Up )を出力するための1次電流測定素子(R1 )、
および少なくとも1つの1次側および2次側を有する変
圧器(Tra)からなる少なくとも1つのRF発生器、
とくにマグネトロン用制御装置において、少なくとも1
つのパワースイツチ(S1 , S2,Trl ,Trl’)およ
び少なくとも1つの1次自由走行ダイオード(D1 ,D
2)からなるコンバータで、その場合に、前記少なくと
も1つのパワースイツチ(S1 , S2 ,Tr1 ,Tr1’)
のオンの間中、インダクタ(L1 ,Lh )が規定可能な
エネルギ量(E0 =1/2L1 ・i m a x 2)を吸収し
かつ前記少なくとも1つのパワースイツチ(S
1 , S2 ,T r1 , T r1 ’)の次のオフの間中前記変
圧器(Tra)の少なくとも1つの2次側へ規定可能な
エネルギ量(E0 =1/2L1 ・i m a x 2)を出力
し、そして比較器(K1 )で、これに1次電流比例信号
(Up )および基準信号(P nom )が供給されそして
制御回路(Tre1,Trab,Trab’,Tre
2,Tre2’,FF2)を介して、前記電流比例信号
(Up )が前記基準信号(Pnom )をオーバシユートす
るとき、少なくとも1つのパワースイツチ(S
1 , S2 ,T r1 , T r1 ’)を導通(オン)から遮断
(オフ)に変換することを特徴とするRF発生器用制御
装置。5. A primary device, preferably a rectifying and smoothing device for providing an intermediate circuit buffer DC voltage (U 1 ), preferably a primary device for carrying out the method according to any one of the preceding claims. current (i p) 1 primary current measuring device for outputting a proportional signal (U p) in (R 1),
And at least one RF generator consisting of a transformer (Tra) having at least one primary and secondary side,
Especially in a magnetron controller, at least 1
One power switch (S 1, S 2 , T rl, T rl ') and at least one primary free running diode (D 1 , D
2 ) a converter, in which case said at least one power switch (S 1, S 2 , T r1, T r1 ′)
During the on-state, the inductor (L 1 , L h ) absorbs a definable amount of energy (E 0 = ½L 1 · i max 2 ) and the at least one power switch (S 1
1, S 2 , T r1, T r1 ') During the next turn-off, the amount of energy (E 0 = 1 / 2L 1 · i max 2 ) that can be defined to at least one secondary side of the transformer (Tra). ) And is fed to a comparator (K 1 ) with a primary current proportional signal (U p ) and a reference signal (P nom ), and a control circuit (Tre1, Trab, Trab ', Tre).
2, Tre2 ′, FF2), at least one power switch (S p ) when the current proportional signal (U p ) overshoots the reference signal (P nom ).
A controller for an RF generator, which converts 1, S 2 , T r1, T r1 ') from conduction (on) to interruption (off).
よび2つの自由走行ダイオード(D1 ,D2 )が設けら
れ、前記変圧器(Tra)の1次巻線(w1)が非対称
ハーフブリツジ回路(H−回路)の方法において前記パ
ワースイツチ(S1 , S2 )および前記自由走行ダイオ
ード(D1 ,D2 )に接続され、そして前記2つのパワ
ースイツチ(S1 , S2 )が相対的に同期してオンまた
はオフされることを特徴とする請求項5に記載のRF発
生器用制御装置。6. Two power switches (S 1, S 2 ) and two free running diodes (D 1 , D 2 ) are provided, and the primary winding (w 1 ) of the transformer (Tra) is asymmetrical. In the half-bridge circuit (H-circuit) method, the power switches (S 1, S 2 ) and the free running diodes (D 1 , D 2 ) are connected, and the two power switches (S 1, S 2 ) are connected. 6. The RF generator control device according to claim 5, wherein the RF generator control device is turned on or off in a relatively synchronous manner.
(T)の主インダクタ(Lh )により形成されることを
特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載のRF発生
器用制御装置。7. RF controller according to any one of the preceding claims, characterized in that the inductor (L 1 ) is formed by the main inductor (L h ) of the transformer (T). .
(S1 , S2 ,Tr1 ,Tr1’)は制御回路(Dri1,
FF2,Trab,Trab’,Dri2,DrI
2’)を介して、1次電流(ip )または電流比例信号
(Up )が消滅しおよび/または新たなタイミングクロ
ツクパルスがあるとき遮断状態から導通状態に変換され
ることを特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載の
RF発生器用制御装置。8. The at least one power switch (S 1, S 2 , T r1, T r1 ′) comprises a control circuit (Dri1,
FF2, Trab, Trab ', Dri2, DrI
Through the 2 '), and characterized in that it is converted from the cutoff state when the primary current (i p) or a current proportional signal (U p) is the disappearance and / or a new timing clock pulses in a conducting state An RF generator controller as claimed in any one of the preceding claims, wherein
対称2次巻線(w2”)を有し、これらの2次巻線は、
所望の高い2次出力電圧(U2 )を達成するために、直
流電圧によつて、直列に接続されることを特徴とする請
求項5に記載のRF発生器用制御装置。9. The secondary side of the transformer (Tra) has a plurality of symmetrical secondary windings (w 2 ″), these secondary windings being:
6. RF controller according to claim 5, characterized in that it is connected in series by means of a DC voltage in order to achieve the desired high secondary output voltage (U 2 ).
称2次巻線(w2 ”)と直列に接続され、それぞれのダ
イオード(D1 )のアノードがそれぞれの2次巻線(w
2 ”)の1つの端子に接続され、その端子が前記少なく
とも1つのパワースイツチ(S1 , S2 ,T
r1 ,Tr1’)のオンの間中それぞれの2次巻線
(w2 ”)の他の端子に対して負の電圧を有し、そして
2次コンデンサ(Cs ”)が各場合にそれぞれのダイオ
ード(D1 ”)のカソードとそれぞれの2次巻線
(w2 ”)の他の端子との間に接続されることができる
ことを特徴とする請求項9に記載のRF発生器用制御装
置。10. A diode (D 1 ″) is connected in series with said plurality of symmetrical secondary windings (w 2 ″), the anode of each diode (D 1 ) being the respective secondary winding (w 1 ).
Is connected to one terminal of the 2 "), wherein its terminal least one Pawasuitsuchi (S 1, S 2, T
r1, T r1 ') has a negative voltage with respect to the other terminal of each secondary winding (w 2 ″) during the on-time, and the secondary capacitor (C s ″) is in each case respectively 10. RF controller according to claim 9, characterized in that it can be connected between the cathode of the diode (D 1 ″) and the other terminal of the respective secondary winding (w 2 ″). .
称2次巻線(w2 ”)の各々と直列に接続され、それぞ
れのダイオード(D1 )のカソードはそれぞれの2次巻
線(w2 ”)の端子に接続されており、その端子は前記
少なくとも1つのパワースイツチ(S1 , S2 ,T
r1 , T r1 ’)のオンの間中それぞれの2次巻線(w
2 ”)の他の端子に対して正の電圧を有し、そして2次
コンデンサ(Cs ”)は各場合においてそれぞれのダイ
オード(D1 ”)のアノードとそれぞれの2次巻線(w
2 ”)の他の端子との間に接続されることができること
を特徴とする請求項9に記載のRF発生器用制御装置。11. A diode (D 1 ″) is connected in series with each of the plurality of symmetrical secondary windings (w 2 ″), the cathode of each diode (D 1 ) being the respective secondary winding (W 1 ″). w 2 ″), which is connected to said at least one power switch (S 1, S 2 , T).
r1, T r1 ') of each of the secondary winding during the ON (w
2 "has a positive voltage to the other terminal of) and secondary capacitor (C s ') is the anode and the respective secondary windings of each of the diodes (D 1') in each case (w
2 )) The control device for the RF generator according to claim 9, which can be connected to another terminal.
は直列に接続され、最高の電位差を有するコンデンサ端
子および最低の電位差を有するコンデンサ端子が供給電
圧(U2 )として負荷に供給されることができることを
特徴とする請求項10または11に記載のRF発生器用
制御装置。12. Each secondary capacitor (C s ")
Are connected in series and the capacitor terminal with the highest potential difference and the capacitor terminal with the lowest potential difference can be supplied to the load as a supply voltage (U 2 ). Generator controller.
LCフイルタ(L3, C3 )が前記負荷と前記変圧器の
2次側との間に接続されることを特徴とするRF発生器
用制御装置。13. A control device for an RF generator, characterized in that a further smoothing filter, preferably an LC filter (L 3, C 3 ) is connected between the load and the secondary side of the transformer. .
(U1 )は前記整流および平滑装置によつてフイーダ交
流電源から発生され、第1パワースイツチ(S
1 ,Tr1)、前記変圧器(Tra)の1次巻線(w1 )
および第2パワースイツチ(S2 ,T r2 )が直列に接
続され、かつ中間回路の平滑された直流電圧(U1 )に
接続されることができ、そして第1自由走行ダイオード
(D2 )が中間回路直流電圧(U2 )の正端子と第2パ
ワースイツチ(S2 ,T r2 )および前記1次巻線(w
1 )の第2端子の接続点との間に設けられ、そして第2
自由走行ダイオード(D3 )が中間回路直流電圧
(D1 )の負の端子と第1パワースイツチ(S1 Tr1)
の接続点および1次巻線(w1 )の第1端子との間に設
けられ、そして前記2つの自由走行ダイオード(D2 ,
D3 )がこれらが前記パワースイツチ(S1 , S2 ,T
r1 , T r2 )がオンされるとき遮断するように接続さ
れることを特徴とする請求項5または6に記載のRF発
生器用制御装置。14. The smoothed DC voltage (U 1 ) of the intermediate circuit is generated from the feeder AC power supply by the rectifying and smoothing device, and the first power switch (S 1).
1, T r1 ), the primary winding (w 1 ) of the transformer (Tra)
And a second power switch (S 2 , T r2 ) can be connected in series and connected to the smoothed DC voltage (U 1 ) of the intermediate circuit, and the first free running diode (D 2 ) Intermediate circuit DC voltage (U 2 ) positive terminal, second power switch (S 2 , T r2 ) and the primary winding (w
1 ) is provided between the connection point of the second terminal and the second
The free running diode (D 3 ) is connected to the negative terminal of the intermediate circuit DC voltage (D 1 ) and the first power switch (S 1 T r1 ).
Provided with between the first terminal connection point and the primary winding (w 1), and the two free running diodes (D 2,
D 3 ) are the power switches (S 1, S 2 , T)
7. The RF generator control device according to claim 5 , wherein r1 and T r2 ) are connected so as to be cut off when turned on.
(S1 , S2 ,Tr1,T r1 ’)の各々が対応して減少
される負荷支持容量の複数の対称の個々のパワースイツ
チから構成される並列回路を有することを特徴とする請
求項5に記載のRF発生器用制御装置。15. Each of said at least one power switch (S 1, S 2 , T r1, T r1 ') is composed of a plurality of symmetrical individual power switches of correspondingly reduced load carrying capacity. The control device for an RF generator according to claim 5, comprising a parallel circuit.
とができるR−Sフリツプーフロツプの方法におけるメ
モリ回路(FF2)、好ましくは可聴限界以上に横たわ
るクロツクパルス(f,1/T)を発生しかつ出力する
ためのクロツクパルス源、およびエラー信号を上述した
クロツクパルス信号(f,1/T)と結合するためのゲ
ート回路(G1 )からなり、前記ゲート回路(G1 )が
エラーメツセージおよびクロツクパルスがないとき前記
フリツプーフロツプ(FF2)を設定するための上記オ
ン信号を出力することを特徴とする前記請求項のいずれ
か1項に記載のRF発生器用制御装置。16. A memory circuit (FF2) in the RS flip-flop method which can be set by an ON signal (S), preferably a clock pulse (f, 1 / T) lying above the audible limit. ), And a gate circuit (G 1 ) for coupling the error signal with the above-described clock pulse signal (f, 1 / T), said gate circuit (G 1 ) being an error. The control device for an RF generator according to any one of the preceding claims, which outputs the ON signal for setting the flip-flop (FF2) when there is no message or clock pulse.
号が過電流、過温度、過電圧等のごとき個々のエラー源
の分離性結合からなることを特徴とする請求項16に記
載のRF発生器用制御装置。17. The RF generator controller of claim 16 wherein the error signal indicative of the error message comprises a separate coupling of individual error sources such as overcurrent, overtemperature, overvoltage and the like.
ツプーフロツプ(FF2)のリセツト入力(R)を制御
することを特徴とする請求項16または17に記載のR
F発生器用制御装置。18. R according to claim 16 or 17, characterized in that the output of the comparator (K 1 ) controls the reset input (R) of the flip-flop (FF2).
Control device for F generator.
であり、パルスの幅が最大1次電流(i m ax )を達成
するような時間間隔より実質上小さいことを特徴とする
請求項16に記載のRF発生器用制御装置。19. The clock pulse source is equidistant pulses, according to claim 16 in which the width of the pulse is equal to or substantially less than the time interval so as to achieve the maximum primary current (i m ax) Control device for RF generator.
基準信号(P nom)がポテンシヨメータ、分圧器または
出力規定回路によつて出力されることを特徴とする請求
項5および請求項1に記載のRF発生器用制御装置また
は方法。20. The reference signal (P nom ) defining the nominal load output (P nom ) is output by a potentiometer, a voltage divider or an output defining circuit. A controller or method for an RF generator according to claim 1.
側電流振幅(i m ax )の非直線関数としてかつ装置全
体の効率(η,eta)にしたがつて規定されることを
特徴とする請求項20に記載のRF発生器用制御装置ま
たは方法。21. The nominal load output (P nom ) is defined as a non-linear function of the primary side current amplitude (i m ax ) and according to the overall efficiency (η, eta) of the device. 21. The controller or method for an RF generator of claim 20.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904010100 DE4010100A1 (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Supply of HF generator - is provided by transformer with switched primary and comparator control stage |
DE4010100.2 | 1990-03-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07105862A true JPH07105862A (en) | 1995-04-21 |
Family
ID=6403334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8904491A Pending JPH07105862A (en) | 1990-03-29 | 1991-03-29 | Feeding method of rf generator, and controller thereof |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07105862A (en) |
DE (1) | DE4010100A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09115454A (en) * | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply for magnetron drive |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230039265A (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-21 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Cell balancing circuit and battery system including the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1542662A (en) * | 1975-09-12 | 1979-03-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply |
-
1990
- 1990-03-29 DE DE19904010100 patent/DE4010100A1/en active Granted
-
1991
- 1991-03-29 JP JP8904491A patent/JPH07105862A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09115454A (en) * | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply for magnetron drive |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4010100A1 (en) | 1991-10-02 |
DE4010100C2 (en) | 1993-03-25 |
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