CN102510595B - 半导体微波炉的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种半导体微波炉的控制方法，其特征是包括以下步骤：步骤一，首先通过半导体微波炉上的功率设置按键设置半导体微波炉的功率值P0；步骤二，接着由半导体微波炉的控制中心根据该功率值P0计算出对应的半导体功率源的所需的直流电压V0，并将其转化为输出信号；步骤三，最后由半导体微波炉的控制中心将输出信号传递给直流电源，调整直流电源的输出电压到V0。控制方法还包括半导体微波炉的最小驻波比的计算方法，该计算方法包括以下步骤：步骤一，首先将半导体功率源的当前输出功率设置为其总功率的1/10；将半导体功率源的频率f设置为2400MHz，将半导体功率源开启。本发明具有操作灵活、加热效率高、适用范围广的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体微波炉，特别是一种半导体微波炉的控制方法。
背景技术
目前，普通的磁控管微波炉的主要元器件包括磁控管、高压变压器、高压电容、高压二极管、腔体、炉门和控制部件等。交流电源一方面经高压变压器为磁控管提供灯丝电压；另一方面经高压变压器、电容、二极管升压后，变成直流脉动高压，磁控管才能发出微波。微波经矩形波导进入微波炉腔体后，与腔体内被加热物质发生作用，实现微波快速加热。
普通的磁控管微波炉成本高、体积大、重量高，电压高，而磁控管小功率输出效率低、工作寿命短，材料标准要求高、制造难度大等，限制了微波炉的进一步提升。
目前半导体微波技术的发展日新月异，主要应用在通信上的半导体微波技术的频段与微波加热的频段有区别。半导体微波的效率越来越高、成本越来越低、重量越来越轻、单位体积功率密度越来越大，其在微波炉上的应用是半导体微波技术发展的必然趋势。
中国专利文献号CN102062424A于2011年05月18日公开了一种无磁控管微波炉，包括炉腔、控制电路、取代磁控管并产生满足烹调要求幅度的微波信号的微波信号产生模组、将微波信号传输到炉腔的微波天线，以及为控制电路和微波信号产生模组提供工作电源的电源电路；微波信号产生模组包括微波信号产生电路和功率放大电路。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种操作灵活、加热效率高、适用范围广的半导体微波炉的控制方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种半导体微波炉的控制方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，首先通过半导体微波炉上的功率设置按键设置半导体微波炉的功率值P0：
步骤二，接着由半导体微波炉的控制中心根据该功率值P0计算出对应的半导体功率源的所需的直流电压V0，并将其转化为输出信号；
步骤三，最后由半导体微波炉的控制中心将输出信号传递给直流电源，调整直流电源的输出电压到V0。
所述控制方法还包括半导体微波炉的最小驻波比的计算方法，该计算方法包括以下步骤：
步骤一，首先将半导体功率源的当前输出功率设置为其总功率的1/10；将半导体功率源的频率f设置为2400MHz，将半导体功率源开启；
步骤二，检测反射功率B值，计算此时的驻波比VSWR；
步骤三，将此时的半导体功率源的频率f与2500MHz进行比较，当频率f＝2500MHz时，进入步骤五，否则进入步骤四；
步骤四，设置f＝f+1MHz，进入步骤二；
步骤五，比较不同的驻波比VSWR，得到最小的驻波比VSWRmin及其对应的频率f0，最小驻波比计算结束。
所述控制方法还包括半导体微波炉的加热方法，该加热方法包括以下步骤：
步骤一，首先设置半导体微波炉的微波加热时间t0，进行最小驻波VSWRmin的检测，得到对应频率f0；
步骤二，设置半导体功率源的加热频率为f0，加热功率P0对应直流电源输出的直流电压V0；
步骤三，直流电源启动输出直流电压V0，半导体功率源以频率f0输出功率；
步骤四，当加热记时t等于微波加热时间t0时，加热停止；
步骤五，关断直流电源输出的直流电压V0。
本发明采用上述的技术方案后，半导体功率源能够调节输出频率，检测输出功率和反射功率，故能够检测不同被加热物体、不同时刻的腔体最小驻波比对应频率，能够设置最小驻波比对应频率值进行加热，从而提升加热效率。本发明具有操作灵活、加热效率高、适用范围广的特点。
附图说明
图1为本发明一实施例的工作原理图。
图2为半导体功率源的工作原理图。
图3为本发明的控制原理图。
图4为本发明的输出功率控制流程图。
图5为本发明的最小驻波比计算流程图。
图6为本发明的加热方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，半导体微波炉包括电源1、半导体功率源2、炉腔3和控制系统4，控制系统4分别与电源l和半导体功率源2相接，半导体功率源2输出微波到炉腔3。
参见图2，半导体功率源包括偏压及控制电路21、功率检测及控制电路22、功率合成器23、LDMOS管24、LDMOS管25、...LDMOS管2N和输出20。其中，偏压及控制电路21与LDMOS管24相接，LDMOS管24、LDMOS管25、...LDMOS管2N并联后分别与功率合成器23相接，功率合成器23与功率检测及控制电路22相接，功率检测及控制电路22与输出20相接。偏压及控制电路21包括半导体功率源输出功率检测A、半导体功率源反射功率检测B、半导体功率源关断信号C、半导体功率源调整信号E、半导体功率源直流+输入、半导体功率源直流一输入。
参见图3，半导体微波炉的控制系统原理包括：直流电源31、半导体功率源32、控制系统33。
直流电源31分别输出可变电压DC0～32V供给半导体功率源，电压DC12V供给控制系统，电压DC5V供给控制系统。控制系统输出电压调节信号D，调节直流电源输出DC0～32V电压值，控制半导体功率源的功率变化。
半导体功率源32输出：半导体功率源的输出功率检测A、半导体功率源的反射功率检测B给控制系统33。
控制系统33输出半导体功率源的关断信号C给半导体功率源32。控制系统33输出半导体功率源的频率调整信号E给半导体功率源32，能够实现加热频率在2400MHz～2500MHz之间变化。
参见图4，本发明中的半导体微波炉的控制方法，与目前磁控管微波炉不同，半导体微波炉通过调节半导体功率源的直流电源电压，实现半导体微波炉输出功率无极调节。
操作时，包括以下步骤：
步骤一，首先通过半导体微波炉上的功率设置按键设置半导体微波炉的功率值P0：
步骤二，接着由半导体微波炉的控制中心根据该功率值P0计算出对应的半导体功率源的所需的直流电压V0，并将其转化为输出信号；
步骤三，最后由半导体微波炉的控制中心将输出信号传递给直流电源，调整直流电源的输出电压到V0。
图4为直流电压V0的计算以及控制步骤。
参见图5，控制方法还包括半导体微波炉的最小驻波比的计算方法，该计算方法包括以下步骤：
步骤一，首先将半导体功率源的当前输出功率设置为其总功率P的1/10；将半导体功率源的频率f设置为2400MHz，将半导体功率源开启；
步骤二，检测反射功率B值，计算此时的驻波比VSWR；
步骤三，将此时的半导体功率源的频率f与2500MHz进行比较，当频率f＝2500MHz时，停止扫描，进入步骤五，否则进入步骤四；
步骤四，设置f＝f+1MHz，进入步骤二；
步骤五，比较不同的驻波比VSWR，得到最小的驻波比VSWRmin及其对应的频率f0，最小驻波比计算结束。
半导体功率源可以调节输出频率，检测输出功率和反射功率，因此可以检测不同被加热物体、不同时刻的腔体最小驻波比对应频率。设置最小驻波比对应频率值进行加热，能够提升加热效率。
参见图6，由于半导体微波炉能够调整加热频率，选择腔体最小驻波对应频率，进行高效率加热；因此，控制方法还包括半导体微波炉的加热方法，该加热方法包括以下步骤：
步骤一，首先设置半导体微波炉的微波加热时间t0，进行最小驻波VSWRmin的检测，得到对应频率f0；
步骤二，设置半导体功率源的加热频率为f0，加热功率P0对应直流电源输出的直流电压V0；
步骤三，直流电源启动输出直流电压V0，半导体功率源以频率f0输出功率；
步骤四，当加热记时t等于微波加热时间t0时，加热停止；
如，先设定t＝0，然后判断t＝t0成立？如果不成立，就执行t＝t+l，再次判断t＝t0成立？直到加热记时t等于微波加热时间t0时，加热停止。
步骤五，关断直流电源输出的直流电压V0。
图6为半导体微波炉的整体加热流程。
Claims (3)
1.一种半导体微波炉的控制方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，首先通过半导体微波炉上的功率设置按键设置半导体微波炉的功率值P0：
步骤二，接着由半导体微波炉的控制中心根据该功率值P0计算出对应的半导体功率源的所需的直流电压V0，并将其转化为输出信号；
步骤三，最后由半导体微波炉的控制中心将输出信号传递给直流电源，调整直流电源的输出电压到V0。
2.根据权利要求1所述的半导体微波炉的控制方法，其特征是所述控制方法还包括半导体微波炉的最小驻波比的计算方法，该计算方法包括以下步骤：
步骤一，首先将半导体功率源的当前输出功率设置为其总功率的1/10；将半导体功率源的频率f设置为2400MHz，将半导体功率源开启；
步骤二，检测反射功率B值，计算此时的驻波比VSWR；
步骤三，将此时的半导体功率源的频率f与2500MHz进行比较，当频率f＝2500MHz时，进入步骤五，否则进入步骤四；
步骤四，设置f＝f+1MHz，进入步骤二；
步骤五，比较不同的驻波比VSWR，得到最小的驻波比VSWRmin及其对应的频率f0，最小驻波比计算结束。
3.根据权利要求1或2所述的半导体微波炉的控制方法，其特征是所述控制方法还包括半导体微波炉的加热方法，该加热方法包括以下步骤：
步骤一，首先设置半导体微波炉的微波加热时间t0，进行最小驻波比VSWRmin的检测，得到对应频率f0；
步骤二，设置半导体功率源的加热频率为f0，加热功率P0对应直流电源输出的直流电压V0；
步骤三，直流电源启动输出直流电压V0，半导体功率源以频率f0输出功率；
步骤四，当加热记时t等于微波加热时间t0时，加热停止；
步骤五，关断直流电源输出的直流电压V0。
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