CN102088802A - 微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置，包括电控板、控制芯片及微波管开关控制电路，市电通过微波管开关控制电路连接至高频变压器，电控板设置继电器触点开合检测电路，其包括桥式整流电路与光耦电路，桥式整流电路输入端与高频变压器输入端并联，桥式整流电路正极接第一电阻，第一电阻另一端接光耦电路发光二极管正极，光耦电路发光二极管负极接桥式整流电路输出端负极，光耦电路输出端射极与控制芯片电源负极相接，光耦电路输出端集电极通过第二电阻与控制芯片电源正极相接，光耦电路输出端集电极接到控制芯片I/O检测端口，端口接一电容到控制芯片电源负极，控制芯片RELAY1端口用于控制微波管开关控制电路开或关。

Description

微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置及控制方法。

背景技术

变压器的冲击电流的形成原理，主要是由于外部瞬间电流导致磁路趋向饱和.而磁路中的剩磁则加剧了这个饱和程度，最大冲击剩磁通，使这两者同向叠加。微波炉的高频变压器的输入端电阻是相当小的，一般只有几欧姆，当市电加到高频变压器的输入端的瞬间，因为变压器是感性元件，电能并不能马上被输出端感应并产生电流输出，而是要滞后电压90度角，即1/4周期，即当电压过零时被加到高频变压器的输入端会产生较大的冲击电流，而当电压达到峰值时被加到高频变压器的输入端则会使冲击电流最小。目前常用的方法主要有3种，一是不作任何处理，随机启动微波管控制继电器；二是在芯片检测到过零信号时再延时若干时间来启动继电器，通过经验测试来确定这个时间值，以期使冲击电流最小；三是结合方法二增加一个PTC或大功率小电阻的电路与微波管控制继电器的开关并联，先让这部分电路导通若干时间后，再开启微波管控制继电器，再过若干时间等到确保微波管控制继电器的触点合上后再断开这部分电路。上述3种方法中，方法一是根本不行的，容易在微波管启动瞬间产生大的冲击电流，方法二、三虽然在实验中能调好一台，但在大量生产时，因每块线路板上有大量的电子元件，而每个电子元件又存在一定的差异性，市电也会经常波动，环境温度也会不一样，这些都可能导致微波管控制继电器的动作时间不一致，从而产生大的冲击电流，方法三更是电路较复杂，电路结构大，成本高。较大的冲击电流会对整个电网造成冲击，对电网中使用的其它电器造成干扰，也会对电路中的开关触点造成损害，特别是微波管控制继电器的触点及炉门开关联锁装置中的微动开关的触点，严重的可能会熔化粘连，而一旦这两个触点粘连则会微波泄露，造成极为严重的后果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种电路简单、成本低廉、控制可靠的微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置及控制方法。

本发明的技术方案是：一种微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置，包括电控板、控制芯片及微波管开关控制电路，市电通过微波管开关控制电路连接至一高频变压器，其中，所述电控板上设置有继电器触点开合检测电路，继电器触点开合检测电路包括有一个桥式整流电路；一个光耦电路，桥式整流电路的输入端与一高频变压器的输入端并联，桥式整流电路的输出端正极接第一电阻，第一电阻另一端接光耦电路中的发光二极管的正极，光耦电路发光二极管的负极接桥式整流电路的输出端负极，光耦电路的输出端射极与控制芯片的电源负极VSS相接，光耦电路的输出端集电极通过第二电阻与控制芯片的电源正极VCC相接，同时光耦电路的输出端集电极接到控制芯片的I/O检测端口，并且该端口接一个电容到控制芯片的电源负极VSS，控制芯片的RELAY1端口用于控制微波管开关控制电路的开或关。

因为线路板上有大量的电子元件，每个电子元件有差异，所以同一款产品的不同线路板之间会有差异；线路板使用的环境温度也会有差异；使用市电电压也会有差异，这些差异会导致继电器的动作时间不一样，即继电器在得电后到继电器的触点合上的时间不一样，本发明能克服上述差异，当有差异时，程序会自动、智能进行调整，来弥补这些差异。

该微波管开关控制电路包括继电器、二极管、三极管、第三电阻及第四电阻，该继电器的一端接至市电，另一端连接三极管的集电极，三极管的基极通过第三电阻连接至RELAY1端口，且还通过第四电阻接地，三极管的射极接地，该继电器用于控制高频变压器的通断电。

上述控制芯片的I/O检测端口作为输入端口与光耦电路的输出端集电极电连接来检测继电器的触点在市电正弦波的目标位置，并通过RELAY1端口控制继电器合上。

所述光耦电路为PC817。

另外，本发明还提供一种微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置的控制方法，其包括如下步骤：

(1)、程序开始，控制芯片将I/O检测端口设置成输入脚；

(2)、判断RELAY1端口是否输出高电平使继电器的触点K闭合，否则将控制芯片的标志位及计时器清0；是则往下执行步骤(3)；

(3)、已经判断过计时器值标志为1吗？是则退出；否则往下执行步骤(4)；

(4)、判断I/O检测端口是否为低电平，是则计时器加1，并置1计时器已经加过1标志位，之后退出；否则往下执行步骤(5)；

(5)、计时器已经加过1标志为1吗？否则退出；是则往下执行步骤(6)；

(6)、根据计时器的值决定是否对继电器启动时间进行调整，并置1已经判断过计时器值标志位。

上述步骤每0.5毫秒执行一次，实行不断的循环执续扫描方式。

本发明由于电路简单，电路结构小，成本低，并且有一段更具智能化的程序配合使用，可以克服外界输入市电电压波动、环境温度变化、不同线路板差异等情况，使得微波管控制继电器的触点始终在电压峰值时合上，从而保证微波管的每次被启动冲击电流都是最小。

附图说明

图1是本发明微波炉的微波管启动冲击电流降低装置的电路原理示意图；

图2是本发明冲击电流降低方法的实施例的程序流程图；

图3是本发明冲击电流降低方法的实施例的电压波形示意图；

其中，图3a为高频变压器输入端电压波形；图3b为图1中所示的V+、V-处的电压波形；图3c为I/O检测端口处的电压波形。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置，包括电控板及控制芯片U1、由继电器J1、二极管D5、三极管Q1、第三电阻R3与第四电阻R4组成的微波管开关控制电路，所述电控板上设置有继电器触点开合检测电路1，继电器触点开合检测电路1包括有一个桥式整流电路D1、D2、D3、D4；一个光耦电路U2、R1、R2、C1，桥式整流电路的输入端与高频变压器T的输入端并联，桥式整流电路的输出端正极接第一电阻R1，第一电阻R1另一端接光耦U2发光二极管的正极，光耦U2发光二极管的负极接桥式整流电路的输出端负极，光耦U2的输出端射极与控制芯片U1的电源负极相接，光耦U2的输出端集电极通过第二电阻R2与控制芯片U1的电源正极相接，光耦U2的输出端集电极接到控制芯片U1的I/O检测端口，并且该端口接一个电容C1到控制芯片的电源负极，起到抗干扰的作用。图中的L、N接市电。

该微波管开关控制电路包括继电器J1、二极管D5、三极管Q1、第三电阻R3及第四电阻R4，该继电器J1的一端接至市电，另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极通过第三电阻R3连接至RELAY1端口，且还通过第四电阻R4接地，三极管Q1的射极接地，该继电器J1用于控制高频变压器T的通断电。

本实施例中，上述的微波管开关控制电路中，当需要启动微波工作时，控制芯片U1在得到市电过零信号后，再延时一定时间后，控制芯片U1通过RELAY1输出高电平时，三极管Q1的基极Q1-B会通过电阻R3得电，从而使三极管Q1导通，三极管Q1导通则会使集电极Q1-C为低电平，从而使继电器J1得电动作，继电器J1的开关K1闭合，继电器K1闭合则使高频变压器T的输入端得到市电电压，高频变压器T的输出端感应输出电能驱动微波管工作。

因桥式整流电路D1、D2、D3、D4的输入端与高频变压器T的输入端并联，当高频变压器T的输入端得电时，桥式电路的输入端也得电，桥式整流电路的输出端正极V+接第一电阻R1，第一电阻R1另一端接光耦U2发光二极管的正极，光耦U2发光二极管的负极接桥式整流电路的输出端负极V-，因电阻R1有相当的阻值，当V+与V-电压达到一定值时，光耦U2的发光二极管才会发光。

因光耦U2的输出端射极与控制芯片U1的电源负极VSS相接，光耦U2的输出端集电极通过第二电阻R2与控制芯片U1的电源正极VCC相接，光耦U2的输出端集电极接到控制芯片U1的I/O检测端口，并且该端口接一个电容C1到控制芯片的电源负极VSS。当光耦U2的发光二极管发光时，其输出端的受光三极管会导通，它的导通则会使光耦U2的输出端集电极电压为低电压。

因控制芯片(U1)的I/O作为输入端口与光耦U2的输出端射极电连接来检测微波管控制继电器的触点在市电正弦波的哪个位置合上，当光耦U2的输出端集电极电压为低电压时，控制芯片(U1)就能检测到I/O端口的低电压，从而进行相应的处理，其具体处理方法及步骤如下所示。

如图2所示，微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置的控制方法，其步骤如下：

(1)、程序开始，控制芯片U1将I/O接口设置成输入脚。

(2)、判断RELAY1是否输出高电平使J1的触点K闭合，为否则清0标志位及计时器；为是则往下执行步骤(3)。

(3)、已经判断过计时器值标志为1吗？为是则退出；为否则往下执行步骤(4)。

(4)、判断I/O是否为低电平，为是则计时器加1，并置1计时器已经加过1标志位，之后退出；为否则往下执行步骤(5)。

(5)、计时器已经加过1标志为1吗？为否则退出；为是则往下执行步骤(6)。

(6)、根据计时器的值决定是否对继电器启动时间进行调整，并置1已经判断过计时器值标志位。

上述步骤每0.5毫秒执行一次，实行不断的循环执续扫描方式。

下面结合附图3，作进一步说明：

图3a为市电电压波形图，为正弦波，是加在高频变压器输入端的电压波形，也就是桥式整流电路D1、D2、D3、D4输入端的电压波形；图3b为经过桥式整流电路D1、D2、D3、D4整流后的V+、V-处的电压波形图，为单向正弦波；图3c为I/O处电压波形图，为近似锯齿波的波形图。因为第一电阻R1有一定的阻值，在图3b中只有电压高于一定值，高于A1，在A1与A3之间时，光耦U2的发光二极管才会发光，电压低于A1、A3时，光耦U2的发光二极管不会发光。当光耦U2的发光二极管发光时，光耦U2的输出端受光三极管就会导通，从而使光耦U2的输出端集电极电压为低，如附图3c中的B2至B4部分波形；当光耦U2的发光二极管不发光时，光耦U2的输出端受光三极管就会截止，从而使光耦U2的输出端集电极电压为高，如图3c中的B1至B2部分波形。当继电器J1的触点K1在A1与A2之间合上时，芯片U1的端口I/O的低电压的时间就会长一些，是B3与B4部分的时间再加合上点与B3部分的时间，因为当继电器J1的触点K1在临近A2合上时，冲击电流会是最小的，其它地方都会较大，所以为了减小冲击电流，下次继电器启动时就要再延时时间为合上点与B3部分时间；同理，若继电器J1的触点K1在A2与A3之间合上时，芯片U1的端口I/O的低电压的时间就会短一些，是合上点与B4部分的时间，所以为了减小冲击电流，下次继电器启动时就要再提前时间为合上点与B3部分时间，以让继电器J1的触点K1总是在临近A2处合上，这样，启动时的冲击电流就会很小。

Claims (6)

1.一种微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置，包括电控板、控制芯片(U1)及微波管开关控制电路，市电通过微波管开关控制电路连接至一高频变压器(T)，其特征在于，所述电控板上设置有继电器触点开合检测电路(1)，继电器触点开合检测电路(1)包括有一个桥式整流电路及一个光耦电路(U2)，桥式整流电路的输入端与一高频变压器(T)的输入端并联，桥式整流电路的输出端正极接第一电阻(R1)，第一电阻(R1)另一端接光耦电路(U2)中的发光二极管的正极，光耦电路(U2)发光二极管的负极接桥式整流电路的输出端负极，光耦电路(U2)的输出端射极与控制芯片(U1)的电源负极VSS相接，光耦电路(U2)的输出端集电极通过第二电阻(R2)与控制芯片(U1)的电源正极VCC相接，同时光耦电路(U2)的输出端集电极接到控制芯片(U1)的I/O检测端口，并且该端口接一个电容(C1)到控制芯片的电源负极VSS，控制芯片的RELAY1端口用于控制微波管开关控制电路的开或关。

2.根据权利要求1所述的微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置，其特征在于，该微波管开关控制电路包括继电器(J1)、二极管(D5)、三极管(Q1)、第三电阻(R3)及第四电阻(R4)，该继电器(J1)的一端接至市电，另一端连接三极管(Q1)的集电极，三极管(Q1)的基极通过第三电阻(R3)连接至RELAY1端口，且还通过第四电阻(R4)接地，三极管(Q1)的射极接地，该继电器(J1)用于控制高频变压器(T)的通断电。

3.根据权利要求2所述的微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置，其特征在于，上述控制芯片(U1)的I/O检测端口作为输入端口与光耦电路(U2)的输出端集电极电连接来检测继电器的触点在市电正弦波的目标位置，并通过RELAY1端口控制继电器合上。

4.根据权利要求1所述的微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置，其特征在于，所述光耦电路(U2)为PC817。

5.一种根据权利要求1所述的微波炉的微波管启动冲击电流降低控制装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、程序开始，控制芯片(U1)将I/O检测端口设置成输入脚；

(2)、判断RELAY1端口是否输出高电平使继电器(J1)的触点K闭合，否则将控制芯片(U1)的标志位及计时器清0；是则往下执行步骤(3)；

(3)、已经判断过计时器值标志为1吗？是则退出；否则往下执行步骤(4)；

(4)、判断I/O检测端口是否为低电平，是则计时器加1，并置1计时器已经加过1标志位，之后退出；否则往下执行步骤(5)；

(5)、计时器已经加过1标志为1吗？否则退出；是则往下执行步骤(6)；

(6)、根据计时器的值决定是否对继电器启动时间进行调整，并置1已经判断过计时器值标志位。

6.根据权利要求5所述的微波炉的微波管启动冲击电流降低控制方法，其特征在于，上述步骤每0.5毫秒执行一次，实行不断的循环执续扫描方式。

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