CN1289222A - 磁控管驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种磁控管驱动电路,包括:直流/交流(DC/AC)转换部,用于将从直流电源输入的直流电转换成交流电并输出;具有初级线圈和次级线圈的变压器,用于抬升DC/AC转换部产生的交流电压,然后将抬升的电压从初级线圈感应到次级线圈;以及与次级线圈并联的电容器,用于形成电感/电容谐振电路。在由直流电源驱动的该磁控管驱动电路中,因为具有小电容的电容器与变压器的次级线圈并联,所以大大降低了变压器初级线圈上感应的反向浪涌电压。

Description

磁控管驱动电路
本发明涉及一种磁控管驱动电路，具体涉及一种能够防止在直流供电期间产生反向浪涌电压的磁控管驱动电路。
通常，微波炉是利用微波烹调食物的设备，它具有高压变压器(以下称作HVT)、和磁控管MGT。HVT将正常电压抬升到高电压，利用该高电压驱动磁控管以产生一定频率的微波。
然而，这种微波炉被设计成由交变电流(以下称作AC)来驱动。因此在没有AC的地方，如在户外、以及在轮船、飞机等交通工具上，就不能使用这样的微波炉。为了克服此种微波炉的缺点，利用逆变流器将直流(以下称作DC)转换成AC，以便在没有AC的地方使用微波炉。
HVT抬升逆变流器产生的AC，以驱动磁控管MGT。此处，当逆变流器将DC电压转换成AC电并输出时，在HVT的初级部会出现从HVT的次级部感应的反向浪涌电压，它会在逆变流器上产生电火花。例如，在HVT次级部的高压电容器(以下称作HVC)充电之前，次级侧电路形成短路，并且在初级线圈上出现反向浪涌电压，导致在逆变流器上的电火花。而且，在HVC充电之后，每隔半个周期次级线圈的能量就被反向感应到初级线圈，由于此反向感应能量同样也导致了在逆变流器上的电火花。
以下，将简要说明现有技术的由DC电驱动的逆变流器以及与逆变流器连接的磁控管驱动部的结构、操作和问题。
目前有各种类型的逆变流器，如利用继电器的逆变流器、和利用半导体器件的逆变流器等。本发明的申请人在下述的韩国专利申请中揭示了一种不定向频率发电机(non-directional frequency generator，以下称作NDFG)，它是一种改进的逆变流器。下面，将描述NDFG和与NDFG连接的磁控管驱动部的结构、操作及缺点。
在分别于1998年5月22日和1998年6月8日提交的第98-18589号和第98-21117号韩国专利申请中，揭示了一种NDFG，它利用可旋转AC转换装置将DC电转换成AC电。目前这两个申请尚未公开。
图1是表示现有技术的由DC电驱动的NDFG和与其连接的磁控管驱动部的电路图。
参照图1，NDFG100包括由DC驱动以产生旋转力的电机110、由电机110旋转的换向器130、以及多个电刷，如图1中所示的第一、第二、第三和第四电刷121-124。这些电刷与换向器130的外周接触。换向器130包括被分成偶数个部分如图1所示的至少两个部分132a和132b的导电部。在导电部132a和132b之间形成具有一定宽度的绝缘部133。导电部132a和132b同时与电刷121-124中的至少两个相邻电刷接触。DC施加到第一至第四电刷121-124的输入端，同时第一至第四电刷121-124的输出端与高压变压器(以下称作HVT)相连接。第一和第二继电器RY1和RY2导通／切断NDFG100的操作。
NDFG100的操作如下：第一继电器RY1和RY2处于导通的状态，并由DC旋转换向器130。相应地，与换向器130接触的电刷121-124依次与在换向器130的外周上形成的导电部132a、绝缘部133、导电部132b、以及绝缘部133相接触。
具体地讲，当换向器130上侧的第一电刷121与导电部132a相接触时，来自DC电源的正(+)极的电流输入给第一电刷121，并流经换向器130的导电部132a和第四电刷124、以及HVT的初级线圈202的上端向下到HVT初级线圈202的下端。然后，该电流输入给第二电刷122，并流经导电部132b、第三电刷123、以及DC电源的负(-)极。
接着，随着换向器130继续旋转，当第一电刷121相应地与绝缘部133相接触时，电流不流经换向器130。
然后，随着换向器130进一步旋转到90度，来自DC电源正(+)极的电流输入给第一电刷121，流经换向器130的导电部132b和第二电刷122，反转其方向，并从HVT的初级线圈202的低端流向HVT的初级线圈202的高端。然后，该电流输入给第四电刷124，流经导电部132a、第三电刷123，再流到DC电源的负(-)极。
通过NDFG的换向器130的恒定旋转，就以上述方式在HVT的初级线圈202上产生了AC。然后，该AC通过HVT的初级线圈202被传送到HVT的次级线圈。然后，HTV将正常电压转换成高电压，并通过HVT转换的高电压来驱动磁控管MGT。
在驱动磁控管时，会出现这样的问题，即在HVT次级部的高压电容器HVC被充电之前，次级线圈形成短路。也就是说，当由NDFG100产生的AC输入到HVT时，与HVT次级线圈连接的高压电容器HVC被瞬间短路，从而在初级线圈中会出现一个反向浪涌电压。由于该反向浪涌电压而引起的近似无限大的浪涌电流，在NDFG100的电刷和换向器之间产生电火花。
此外，即使在高压电容器HVC正常地充电之后，仍会出现另一个问题，即每隔半个周期次级线圈的电能被反向感应到初级线圈。反向感应电能在NDFG100的电刷和换向器之间产生电火花。
然而，上述问题不仅会在磁控管驱动部和由DC驱动的NDFG之间出现，它们还会在磁控管驱动部和包括NDFG在内的范围更宽的用于将DC逆变成AC的逆变流器之间发生。
为了克服现有技术的上述问题，提出了本发明。因此，本发明的目的是提供一种能够在由DC驱动时防止反向浪涌电压的磁控管驱动电路。
为了实现上述目的，本发明提供了一种磁控管驱动电路，包括：直流／交流(DC／AC)转换部，用于将从直流电源输入的直流电流转换成交变电流，并输出该交变电流；具有初级线圈和次级线圈的变压器，用于抬升DC／AC转换部输出的交流电压，然后将抬升的电压从初级线圈感应到次级线圈；以及与次级线圈并联的电容器，用于形成电感／电容谐振电路。
该变压器包括高压变压器。
该DC／AC转换部包括不定向频率发电机。
该DC／AC转换部包括：电压／频率转换部，用于按照直流电源的输入电压产生具有预定频率的电压脉冲；以及推拉电路，用于按照电压脉冲反转电流的方向，从而输出交变电流。
该推拉电路通过按照电压脉冲交替导通或切断场效应晶体管来反转电流的方向。
通过参照附图对本发明优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和其它优点将变得更清楚，附图中：
图1是表示现有技术的不定向频率发电机和与其连接的磁控管驱动部的电路图；
图2是表示本发明优选实施例的不定向频率发电机和与其连接的磁控管驱动部的电路图；以及
图3是表示本发明另一优选实施例的使用推拉电路的逆变流器和与其连接的磁控管驱动部的电路图。
下面，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。附图中相同的元件由相同的标号表示。第一实施例是将本申请人设计的NDFG用作将DC转换成AC的逆变流器的例子。第二实施例是将利用推拉电路操作的逆变流器用作将DC转换成AC的逆变流器的例子。
                     第一实施例
图2是表示本发明优选实施例的不定向频率发电机和与其连接的磁控管驱动部的电路图。
参照图2，不定向频率发电机100(以下称作NDFG)具有由直流电驱动以产生旋转力的电机110、由电机110旋转的换向器130、以及多个与换向器130外周接触的电刷，如第一、第二、第三和第四电刷121-124。
换向器130具有由电机110旋转的圆柱体、在圆柱体的外表面上被分成至少两个子部分132a和132b的导电部、以及在圆柱体的外表面上在两个子部分132a和132b之间形成的具有一定宽度的绝缘部133。
四个电刷121-124中的两个相邻电刷同时与换向器130的导电子部分132a和132b之一接触。
DC电施加到四个电刷121-124的输入端，同时四个电刷121-124的输出端与高压变压器(以下称作HVT)相连接。第一和第二继电器RY1和RY2导通或切断NDFG100的操作。
当由DC电旋转NDFG100的换向器130时，因换向器130的旋转各电刷与换向器130外周不同点相接触，从而NDFG100输出AC。
设置高压变压器HVT是为了将来自NDFG100的AC电压抬升成足以驱动磁控管MGT的高电压。
高压变压器HVT具有用于输入NFDG100产生的AC的初级线圈210、用于产生高电压以驱动磁控管MGT的次级线圈220、以及用于提供灯丝能量以驱动磁控管MGT的灯丝线圈230。
次级线圈220与高压电容器HVC、高压二极管HVD和磁控管MGT相连接。
谐振电容器C并联在高压变压器HVT的次级线圈的两端，以形成电感／电容(LC)谐振电路。最好是，选择谐振电容器C的电容小于高压电容器HVC的电容，例如是高压电容器HVC电容的1／3。
下面说明图2所示的磁控管驱动电路的操作。
即，因NDFG100的操作而产生AC，AC通过初级线圈210被传送到次级线圈220和灯丝线圈230。由次级线圈220产生足以驱动磁控管MGT的高电压，并且灯丝线圈230产生的用于驱动磁控管MGT的灯丝能量提供给磁控管MGT。因此，可以驱动磁控管MGT 。
此时，由于谐振电容器C并联在次级线圈220的两端，所以次级部的电能被输入给由次级线圈的电感和谐振电容器C的电容形成的LC谐振电路。因此，可以防止次级线圈的电能被感应到初级线圈。
即使在高压电容器HVC被充电之前，由于谐振电容器C的电容小于高压电容器HVC的电容，所以也会有少量浪涌电流流动。由于电容器的电容越小，相同电压下流动的电流量就越小，所以最好是谐振电容器C的电容小于高压电容器HVC的电容的1／3。
若综合考虑用于防止能量从次级线圈感应到初级线圈的谐振电容器作用、以及用于使少量浪涌电流流动的谐振电容器作用，则最好是谐振电容器C的电容为高压电容器HVC的电容的1／3。
                     第二实施例
图3是表示本发明另一优选实施例的使用推拉电路的逆变流器和与其连接的磁控管驱动部的电路图。第二实施例采用由推拉电路操作的逆变流器替代NDFG，作为用于将DC转换成AC的逆变流器。
参照图3，标识符DSW表示微波炉的炉门开关，标识符VFC表示电压／频率转换器。采用推拉电路200的逆变流器与电压／频率转换器VFC相连接，并且推拉电路通过交替导通或切断场效应晶体管FET1和FET2，来反转电流的方向。逆变流器200被连接到如电池的DC电源，因此将DC转换成AC以输出AC。
设置高压变压器HVT是为了将来自逆变流器200的AC电压抬升成足以驱动磁控管MGT的高电压。
高压变压器HVT具有用于输入逆变流器200输出的AC的初级线圈210、用于产生高电压以驱动磁控管MGT的次级线圈220、以及用于提供灯丝能量以驱动磁控管MGT的灯丝线圈230。
次级线圈220与高压电容器HVC、高压二极管HVD和磁控管MGT相连接。
谐振电容器C并联在高压变压器HVT的次级线圈的两端，以形成电感／电容(LC)谐振电路。最好是，选择谐振电容器C的电容小于高压电容器HVC的电容，例如是高压电容器HVC电容的1／3。
下面说明图3所示的磁控管驱动电路的操作。
即，当关闭或打开微波炉的炉门时，炉门开关DSW分别导通或切断。
当炉门开关DSW导通时，来自DC电源的工作直流电提供给电压／频率转换器VFC。电压／频率转换器VFC要按照来自DC电源的输入电压产生一个具有预定频率的电压脉冲。具有预定频率的电压脉冲提供给场效应晶体管FET1和FET2。因此，场效应晶体管FET1和FET2交替导通或切断。
当诸如交通工具的电池的DC电源输入到高压变压器HVT的初级线圈时，输入电流的方向由图中虚线箭头指示。
因逆变流器200的操作而产生AC，并通过初级线圈210传送到次级线圈220和灯丝线圈230。由次级线圈220产生足以驱动磁控管MGT的高电压，并且灯丝线圈230产生的用于驱动磁控管MGT的灯丝能量提供给磁控管MGT。因此，可以驱动磁控管MGT。
此时，由于谐振电容器C并联在次级线圈220的两端，所以次级部的电能被输入给由次级线圈的电感和谐振电容器C的电容形成的LC谐振电路。因此，可以防止次级线圈的电能被感应到初级线圈。
即使在高压电容器HVC被充电之前，由于谐振电容器C的电容小于高压电容器HVC的电容，所以也会有少量浪涌电流流动。由于电容器的电容越小，相同电压下流动的电流量就越小，所以最好是谐振电容器C的电容小于高压电容器HVC的电容的1／3。
若综合考虑用于防止能量从次级线圈感应到初级线圈的谐振电容器作用、以及用于使少量浪涌电流流动的谐振电容器作用，则最好是谐振电容器C的电容为高压电容器HVC的电容的1／3。
如上所述，在本发明优选实施例的磁控管驱动电路中，谐振电容器C与高压变压器的次级线圈并联，其中谐振电容器C的电容小于高压电容器HVC的电容。因为有谐振电容器C，所以次级部的电能能够输入给由次级线圈的电感和谐振电容器C的电容形成的LC谐振电路。因此，在由DC电源驱动的磁控管驱动电路中，可以大大降低在高压变压器HVT的初级线圈上产生的反向浪涌电压。从而，能够防止因反向浪涌电压而在逆变流器上产生的电火花。
此外，即使在高压电容器HVC正常充电之前，由于选择的谐振电容器的电容小于高压电容器的电容，所以也会有少量浪涌电流流动。因此，能够防止在逆变流器上产生电火花。
虽然已经参照本发明的优选实施例展示和说明了本发明，但是本领域普通技术人员应理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的实质和范围的情况下，本发明可以有各种形式和细节上的变化。

Claims (5)

1．一种磁控管驱动电路，包括：
直流／交流(DC／AC)转换部，用于将从直流电源输入的直流电流转换成交变电流，并输出该交变电流；
具有初级线圈和次级线圈的变压器，用于抬升从DC／AC转换部输出的交流电压，然后将抬升的电压从初级线圈感应到次级线圈；以及
与次级线圈并联的电容器，用于形成电感／电容谐振电路。
2．如权利要求1所述的磁控管驱动电路，其中，所述变压器包括高压变压器。
3．如权利要求1所述的磁控管驱动电路，其中，所述DC／AC转换部包括不定向频率发电机。
4．如权利要求1所述的磁控管驱动电路，其中，所述DC／AC转换部包括：电压／频率转换部，用于按照来自直流电源的输入电压产生具有预定频率的电压脉冲；以及推拉电路，用于按照该电压脉冲反转电流的方向，从而输出交变电流。
5．如权利要求4所述的磁控管驱动电路，其中，所述推拉电路通过按照所述电压脉冲交替导通或切断场效应晶体管来反转电流的方向。
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