Ferroresonant leakage transformer is used for microwave cooking appliances in order to regulate the power fluctuation in the magnetron. This becomes feasible by using the saturation characteristics of the ferromagnetic core and providing a leakage flux path between the primary and the secondary windings. To supply a pulsed direct current to the magnetron, a diode is used in the secondary circuit of the transformer. A capacitor connected in series with the secondary winding of the transformer makes ferroresonance with the secondary ferromagnetic core. The flux due to the secondary capacitive current saturates the secondary core and returns through the leakage path.
In order to understand the mechanism of the ferroresonant regulator and provide its simple design procedures, nonlinear characteristics of the transformer and the load (the magnetron and the diode) are idealized to be piecewise linear. For this approximation, the transformer is represented by an equivalent pi-circuit which is more convenient in analyzing the nonlinearity than a well-known equivalent T-circuit. Dipped peak shape of the magnetron current is explained qualitatively by considering the fundamental and third harmonic components in the nonlinear equivalent circuit. Design equations providing the values of the leakage inductance, turn ratio of the transformer, and the capacitance are derived analytically by considering the fundamental frequency component only. For a required power regulation and input power factor, these three parameters are determined from the derived design equations and compared with the computer simulation and experiment. For the computer simulation, more accurate magnetization curve is used for the ferromagnetic core. Design examples are presented.
전자요리기용 철공진 정출력 전원회로의 해석적 설계 방법을 개발하고, 컴퓨터 시뮬레이숀도 행하였다.
철공진 누설 변압기에 대해서는 잘 알려진 등가 T-회로 대신 비선형 특성을 해석하기에 용이한 등가π-회로를 사용하였다. 해석적 설계시, 철심의 자화 특성과 부하 (마그네트론과 다이오드)는 구분적 직선 모델로 가정하고, 이 비선형 등가회로의 기본 주파수와 제 3고조파 성분을 고려하여 마그네트론 전류의 쌍봉 특성을 정성적으로 설명하였다. 기본 주파수 성분만을 고려하여, 변압기의 권수비, 누설 인덕턴스 및 캐패시터의 값을 구할 수 있는 설계 방정식을 해석적으로 유도하였다. 유도된 설계 방정식으로부터 원하는 출력 변동률과 고입력 역률을 얻는 세 회로 정수값을 결정하여 이 결과를 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험과 비교하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 경우 좀더 정확한 철심의 자화특성을 사용하여서, 허용 오차내에서 회로 정수값이 결정되도록 하였다. 본 논문에 설계 실례가 제시되어 있다.
