一種微波爐用磁控管電源功率傳輸與控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于電學(xué)功率傳輸與控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于微波爐的磁控管電源拓?fù)涞墓β蕚鬏斂刂品椒ǎ貏e是一種微波爐用磁控管電源功率傳輸與控制方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]目前，傳統(tǒng)的微波爐供電電源多為工頻升壓電源，采用工頻變壓器升壓得到高壓電能為磁控管供電，此類電源體積大、重量重、效率低、開關(guān)噪聲大，并且對(duì)電網(wǎng)的污染較嚴(yán)重，而且傳統(tǒng)微波爐電源輸出電壓不可調(diào)，只能通過(guò)改變電源間歇工作時(shí)間調(diào)節(jié)功率；該電源采用的斷續(xù)供電方式不但會(huì)影響磁控管的使用壽命，而且還會(huì)使得食物的烹飪效果大打折扣，破壞了食物的營(yíng)養(yǎng)成分。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻諧振變換器以其高效、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)得到了極大的發(fā)展和越來(lái)越廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在常用的諧振變換器有串聯(lián)諧振變換器、并聯(lián)諧振變換器、串并聯(lián)諧振變換器以及比較新穎的LLC諧振變換器，以上所述變換器均是在全橋或者半橋逆變拓?fù)涞幕A(chǔ)上才可以實(shí)現(xiàn)，其電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、體積相對(duì)比較大、成本高、可靠性低、控制起來(lái)比較麻煩。因此，設(shè)計(jì)一款電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、能夠連續(xù)為磁控管供電并且功率可調(diào)的電源功率傳輸與控制方法對(duì)微波爐的發(fā)展至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，尋求設(shè)計(jì)提供一種微波爐用磁控管電源功率傳輸與控制方法，采用新型單開關(guān)管、雙極性逆變電路拓?fù)浼捌潆娔軅鬏斂刂坪头€(wěn)壓技術(shù)，其開關(guān)管實(shí)現(xiàn)零電壓開通、零電壓關(guān)斷控制，該電源有較小的體積和重量，較高的功率密度，可以減小對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，實(shí)現(xiàn)輸出功率的連續(xù)可調(diào)，提高烹飪效果和質(zhì)量。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在微波爐用磁控管電源裝置實(shí)現(xiàn)，其功率傳輸與控制過(guò)程包括以下步驟:
[0005]接通電源，給電路上電，單片機(jī)控制電路中的單片機(jī)初始化，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)擋和自動(dòng)擋控制，進(jìn)行手動(dòng)擋控制時(shí)，先設(shè)置工作時(shí)間，判斷給定功率控制板是否給定功率檔，若未給定功率檔則待機(jī)，此時(shí)能改變工作時(shí)間，若給定功率檔則進(jìn)入工作狀態(tài)；進(jìn)入工作狀態(tài)后，先判斷給定功率檔的大小，由單片機(jī)控制電路通過(guò)模糊查表法確定所需開關(guān)頻率和占空比，所給出的占空比使開關(guān)管實(shí)現(xiàn)零電壓軟開關(guān)，并輸出對(duì)應(yīng)的PWM驅(qū)動(dòng)波形，同時(shí)檢測(cè)輸入電壓和電流值，若未發(fā)生過(guò)壓、欠壓或者過(guò)流，則正常工作，不斷檢測(cè)是否出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓或過(guò)流，達(dá)到工作時(shí)間或人工中斷后，單片機(jī)控制電路中的單片機(jī)輸出PWM封鎖信號(hào)，工作完成；若發(fā)生過(guò)壓、欠壓或者過(guò)流，則自動(dòng)報(bào)警，單片機(jī)發(fā)出PWM封鎖信號(hào)，停止工作；進(jìn)行自動(dòng)擋控制時(shí)，按下微波爐上的菜單功能鍵，執(zhí)行相應(yīng)的功能，完成后，單片機(jī)輸出PWM封鎖信號(hào)，停止工作；微波爐的菜單功能由程序人員設(shè)計(jì)，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)將一項(xiàng)工作分為多功率檔不同時(shí)間分別完成，以提高烹飪效果和質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明所述微波爐用磁控管電源裝置的主體結(jié)構(gòu)包括整流橋、LC濾波電路、電壓檢測(cè)電路、倍壓整流電路、電流互感器、輔助電源、比較調(diào)理電路、給定功率控制板、單片機(jī)控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、220V交流輸入電源、原邊補(bǔ)償電容、原邊發(fā)射線圈、副邊接收線圈、拾取線圈、副邊補(bǔ)償電容、磁控管和開關(guān)管；電感和電容電連接組成LC濾波電路，用于提高電路的功率因數(shù)；第一電阻和第二電阻串接組成電壓檢測(cè)電路，用于檢測(cè)經(jīng)LC濾波后的電壓；電流互感器分別與LC濾波電路和電壓檢測(cè)電路電連接，用于檢測(cè)原邊電流；第二電阻上的分壓值和電流互感器的檢測(cè)值通過(guò)比較調(diào)理電路送入單片機(jī)控制電路，防止原邊過(guò)壓、欠壓和過(guò)流；基于互感的兩個(gè)U型磁環(huán)上纏繞構(gòu)成的原邊發(fā)射線圈和副邊接收線圈、原邊補(bǔ)償電容、副邊補(bǔ)償電容以及給磁控管燈絲供電的拾取線圈電連接組成諧振耦合網(wǎng)絡(luò)，原邊補(bǔ)償電容對(duì)原邊發(fā)射線圈進(jìn)行諧振補(bǔ)償，副邊補(bǔ)償電容對(duì)副邊接收線圈進(jìn)行諧振補(bǔ)償；通過(guò)設(shè)置電路參數(shù)、開關(guān)頻率和占空比實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開通和零電壓關(guān)斷；單片機(jī)控制電路分別與輔助電源、比較調(diào)理電路、給定功率控制板和驅(qū)動(dòng)電路電信息連接，單片機(jī)控制電路通過(guò)模糊查表法控制功率傳輸，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路放大驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制開關(guān)管的開通和關(guān)斷；整流橋的輸入端連接220V交流輸入電源，整流橋的輸出端對(duì)接LC濾波電路構(gòu)成輸入電源單元；倍壓整流電路的輸入端與諧振耦合網(wǎng)絡(luò)電連接，倍壓整流電路的輸出端并接磁控管構(gòu)成磁控管供電電源裝置。
[0007]本發(fā)明所述220V交流輸入電源依次經(jīng)整流橋、LC濾波電路后轉(zhuǎn)換成峰值310V的電壓，通過(guò)單管逆變經(jīng)耦合諧振網(wǎng)絡(luò)后將電壓轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓并施加到原邊發(fā)射線圈的兩端，原邊發(fā)射線圈和副邊接收線圈之間由升壓變壓器原理將電壓進(jìn)行升壓，副邊接收線圈兩端的電壓經(jīng)倍壓整流電路后轉(zhuǎn)換成供磁控管使用的電壓值；原邊發(fā)射線圈和拾取線圈之間根據(jù)降壓變壓器原理降壓給磁控管的燈絲提供電能量；電壓檢測(cè)電路和電流互感器一起用于調(diào)控電源的輸出功率和保護(hù)系統(tǒng)安全運(yùn)行。
[0008]本發(fā)明所述給定功率控制板設(shè)置8個(gè)功率控制檔位，分別實(shí)現(xiàn)輸出功率從大到小的調(diào)節(jié)。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用單開關(guān)管雙極性逆變電路拓?fù)浼皟蓚€(gè)U型磁體線圈實(shí)現(xiàn)電源電路，其主體電路結(jié)構(gòu)新穎，原理簡(jiǎn)單可靠，輸出功率大，制備成本低，使用壽命長(zhǎng)，市場(chǎng)前景好，應(yīng)用環(huán)境友好。
【附圖說(shuō)明】
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[0010]圖1為本發(fā)明所述微波爐用磁控管電源裝置的主體電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明傳輸功率控制的電壓增益曲線圖。
[0012]圖3為本發(fā)明涉及的磁控管電源功率傳輸與控制工藝流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例:
[0015]本實(shí)施例在微波爐用磁控管電源裝置實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟:
[0016]接通電源，給電路上電，單片機(jī)控制電路10中的單片機(jī)初始化，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)擋和自動(dòng)擋控制，進(jìn)行手動(dòng)擋控制時(shí)，先設(shè)置工作時(shí)間，判斷給定功率控制板9是否給定功率檔，若未給定功率檔則待機(jī)，此時(shí)能改變工作時(shí)間，若給定功率檔則進(jìn)入工作狀態(tài)；進(jìn)入工作狀態(tài)后，先判斷給定功率檔的大小，由單片機(jī)控制電路10通過(guò)模糊查表法確定所需開關(guān)頻率和占空比，所給出的占空比使開關(guān)管Ql實(shí)現(xiàn)零電壓軟開關(guān)，并輸出對(duì)應(yīng)的PWM驅(qū)動(dòng)波形，同時(shí)檢測(cè)輸入電壓和電流值，若未發(fā)生過(guò)壓、欠壓或者過(guò)流，則正常工作，不斷檢測(cè)是否出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓或過(guò)流，達(dá)到工作時(shí)間或人工中斷后，單片機(jī)控制電路10中的單片機(jī)輸出PWM封鎖信號(hào)，工作完成；若發(fā)生過(guò)壓、欠壓或者過(guò)流，則自動(dòng)報(bào)警，單片機(jī)發(fā)出PWM封鎖信號(hào)，停止工作；進(jìn)行自動(dòng)擋控制時(shí)，按下微波爐上的菜單功能鍵，執(zhí)行相應(yīng)的功能，完成后，單片機(jī)輸出PWM封鎖信號(hào)，停止工作；微波爐的菜單功能由程序人員設(shè)計(jì)，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)將一項(xiàng)工作分為多功率檔不同時(shí)間分別完成，以提高烹飪效果和質(zhì)量。
[0017]本實(shí)施例所述微波爐用磁控管電源裝置的主體結(jié)構(gòu)包括整流橋1、LC濾波電路2、電壓檢測(cè)電