CN1477906A

CN1477906A - 微波炉的大功率控制电路

Info

Publication number: CN1477906A
Application number: CNA031027784A
Authority: CN
Inventors: 李性浩
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-08-24
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-02-25
Also published as: US20040035861A1; JP2004087453A; KR20040018001A

Abstract

一种微波炉大功率控制电路，其能够使微波炉中高压变压器的电压和电流的相位同步以改进高压变压器中的功率因子，从而将微波炉的输出功率提高到更高级别。该大功率控制电路包括一功率因子补偿器，用于补偿因高压变压器中电压/电流的相位差而引起的功率因子的降低。通过改进高压变压器中基于电压/电流相位差的功率因子，从而将微波炉的输出功率提高到更高级别。

Description

微波炉的大功率控制电路

技术领域

本发明涉及微波炉，特别是涉及一种改进微波炉供给电源的功率因子以提高磁控管输出功率效率的微波炉大功率控制电路。

背景技术

一般地，微波炉是在超高频率的基础上进行烹调的，其方式不同于基于热传导和热辐射的外部加热方式的烹调设备。此类传统微波炉包括用于响应所供高压电而产生2.450MHZ超高频率的超高频率振荡管或磁控管。该由磁控管产生的2.450MHZ的超高频率引发电场以每秒2.45万次的速率改变方向。供给食物的超高频率所在处，食物中的水分子以每秒2.45万次的速率振动而产生大量的热量，籍以烹调食物。

例如，此类传统微波炉的一种类型可以是壁装式微波炉，其安装于燃气灶的上面，并起到防护罩的作用以吸收在燃气灶上烹调食物时产生的蒸汽、烟雾或烟尘，并将烟雾排到外面。

图1显示了传统壁装式微波炉的高压控制电路的结构。如图1所示，传统壁装式微波炉100的高压控制电路包括：磁控管105；高压变压器110，用于将商用交流(AC)电源115的电压升高至一预定高压；和高压电容器120和高压二极管125，二者合作将由高压变压器110升压的高压供给磁控管105。磁控管105响应所供高压而被驱动以产生微波。

微波炉中的有效功率P是由输入电压V、输入电流工和功率因子cosφ的积(P＝VIcosφ)来表示的。功率因子是指示工作于负载上的电源效率如何的比率所表示的数值，该比率是AC电路中有效功率与视在功率的比值。功率因子通常用百分数(％)来表示，其在电压/电流相角是0的情况下为1，即若φ＝0，cosφ＝1，从而得到最大实功率。另一方面，功率因子在最高功率级为1，在最低功率级为0。在通用术语中，在诸如电热器或白帜灯等电能/热能的转换设备中功率因子为1，而在具有磁心且由AC电源流向磁心的电流所产生的磁通量中磁性存储的能量来驱动的设备中，例如电动机或变压器，功率因子下降为小于1。

在微波炉中，较高的输出功率要求有较高的输入功率。因此，输入电压、输入电流或功率因子必须增加，以将微波炉的输出功率提高到更高级别。

然而，电气安全规则将用于墙上电源插座的保险丝的额定值标准限定为15安培(A)。在这样的连接中，在美国出售的壁装式微波炉都被限定为15A最大电流制。

既然电流I和电压V各自被限定为15A和120V，那么功率因子cosφ必须为1才能得到最大输出功率。然而，输入电流和输入电压之间的任何相位差都会使功率因子降至1以下。再者，其他电气元件，诸如磁控管，也会由于磁控管的电感电抗分量将额外的电感引入控制电路。

如图2所示，其为在微波炉100的高压变压器110上测量到的，电流205在相位上滞后于电压210。结果，使功率因子低于电流205和电压210彼此同相时的功率因子，导致输出功率低于最大有效功率。

发明内容

基于上述问题。本发明的一个目的在于提供一种微波炉大功率控制电路，其能够校准微波炉电路中电压和电流的相位，以改进电路中的功率因子，籍以将微波炉的输出功率提高到最大可达级别。

根据本发明的上述和/或其他目的是通过一种微波炉大功率控制电路实现的，其包括：高压变压器，用于将商用交流(AC)电的电压升高至一预定高压；磁控管，用于响应由高压变压器来的高压而产生微波；和功率因子补偿单元，用于补偿高压变压器中因电压/电流的相位差导致的功率因子的降低。

在下面说明书部分中将给出本发明的其他目的和优点并且一部分可以从说明书中明显获知，或者可以通过本发明的实施而得到。

附图说明

本发明的这些和其他目的、优点通过下面结合附图的说明将变得更加明显且易于理解，其中：

图1是表示传统微波炉高压控制电路的结构电路图；

图2是表示图1中的电压和电流的波形图；

图3是表示根据本发明的微波炉大功率控制电路的结构电路图；

图4是表示根据本发明实施例之一的微波炉大功率控制电路的结构电路图；

图5是表示图3或图4中的高压变压器中电压和电流的波形图。

具体实施方式

下面给出结合附图说明的本发明实施例的详细描述。同一参考标号代表在说明书中描述的和在图示中显示的相同元件。

图3显示了根据本发明一实施例的微波炉大功率控制电路300的结构。如图3所示，该微波炉大功率控制电路包括：磁控管305；高压变压器310，用于将商用AC电源315的电压升高至一预定高压；功率因子补偿器330，用于补偿高压变压器310中电压/电流的相位差；和高压电容器320和高压二极管325，高压电容器320和高压二极管325二者共同操作将由高压变压器310升高的高压提供给磁控管305。该磁控管305响应所供高压被驱动而产生微波。

高压变压器HVT具有接至商用AC电源315的初级线圈335和接至负载端的次级线圈340、345。该次级线圈345将高压供给磁控管305，该次级线圈340是低压绕组，其将电流供给磁控管305的灯丝。该初级线圈335和次级线圈340、345是按预定匝比设置的。

该功率因子补偿器330包含一并行接至高压变压器310初级线圈335两端的具有预定电容的电容器350。通常情况下，在如线圈之类的电感负载中具有相位滞后于电压的滞后电流，在如电容器之类的电容负载中具有相位超前于电压的超前电流。其他电路元件，例如磁控管305，也会将电感引入电路300中。基于此关系，功率因子补偿器330通过引导超前电流流经电容器350而流至初级线圈335的方法，来补偿高压变压器310的初级线圈中的相位差。这样，通过用超前电流来逆转滞后电流的方法，高压变压器310中的功率因子得以改进。

图4是显示根据本发明另一实施例的微波炉大功率控制电路400的结构电路图，图3中的功率因子补偿器330在此被连至高压变压器310的输出端。该功率因子补偿器330包括并行接至高压变压器310的次级线圈345两端的电容器350。该功率因子补偿器330利用流经电容器350的超前电流并将超前电流引至次级线圈345的方法，来补偿高压变压器310的次级线圈345中的相位差。结果，用上述相同的方法，高压变压器310中的功率因子得以改进。

图5是显示图3或图4中高压变压器310中的电压505和电流510的波形图500。利用由电容器350来的超前电流，高压变压器310的初级线圈335或次级线圈345的电压505和电流510的相位同步性被提高，进而使得微波炉的输出功率提高到更高级别。

上述说明中很明显，本发明提供了一种微波炉大功率控制电路，其能够改进电路中的功率因子，以在相同的电压/电流条件下将微波炉的输出功率提高到更高级别。

尽管本发明的几个优选实施例已被示出和描述，本领域的技术人员将知道在不脱离由附属权利要求定义的本发明的原理和精神范围下，可对实施例做出改变。

Claims

1.一种微波炉大功率控制电路，包括：

高压变压器，用于升高商用交流(AC)电的电压；

磁控管，响应来自所述高压变压器的高压而产生微波；和

功率因子补偿单元，用于补偿因所述高压变压器中电压和电流间的相位差导致的功率因子的降低。

2.如权利要求1所述的大功率控制电路，其中所述的功率因子补偿单元包括电容器，用于为所述高压变压器提供超前电流以补偿所述的相位差，所述的超前电流具有超前于所述高压变压器中电压的相位。

3.如权利要求2所述的大功率控制电路，其中所述的电容器并联接入所述高压变压器的输入端。

4.如权利要求3所述的大功率控制电路，其中所述的电容器并联接入所述高压变压器的初级线圈的两端。

5.如权利要求2所述的大功率控制电路，其中所述的电容器并联接入所述高压变压器的输出端。

6.一种微波电路，包括：

高压变压器，其具有初级线圈和次级线圈，该初级线圈可接至交流电源；

磁控管，其连接到所述次级线圈；

功率校准单元，其连接到微波电路，可用于校准微波电路中的滞后功率因子。

7.如权利要求6所述的微波电路，其中所述的功率校准单元包括可用于校准滞后功率因子的电抗元件。

8.如权利要求7所述的微波电路，其中所述的高压变压器引起滞后的功率因子。

9.如权利要求7所述的微波电路，其中所述的磁控管有助于滞后的功率因子。

10.如权利要求6所述的微波电路，其中所述的功率校准单元包括第一电容器。

11.如权利要求10所述的微波电路，其中所述的第一电容器并联接于初级线圈。

12.如权利要求10所述的微波电路，其中所述的第一电容器并联接于次级线圈。

13.如权利要求10所述的微波电路，进一步包括：

第二电容器，其具有第一引线和第二引线，该第一引线接至所述次级线圈，该第二引线接至所述磁控管，以使该第二电容器为次级线圈和磁控管之间提供串联连接；和

二极管，其具有连接于第二电容器的第二引线和磁控管的同一电节点上的第一引线，该二极管与所述磁控管并联连接。

14.如权利要求所述的微波电路，其中：

所述的高压变压器进一步包括具有第一低压引线和第二低压引线的低压绕组；

所述的磁控管包括第一阴极引线和第二阴极引线；及其中：

该第一阴极引线接至所述第二电容器的第二引线和所述第一低压引线；和

该第二阴极引线接至所述第二低压引线。

15.一种提高微波电路中输出功率的方法，包括：

升高来自交流电源的电压以将高压提供给磁控管；和

通过减小微波电路中电压和电流间的相位差来校准微波电路的功率因子。

16.如权利要求15所述的方法，其中电流滞后于高压而导致滞后功率因子，所述的校准包括校准该滞后功率因子。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述的微波电路包含一电容器，所述的校准包括：

用该电容器来校准功率因子。

18.如权利要求15所述的方法，其中在所述微波电路中，高压变压器的初级线圈接至交流电源，高压变压器的次级线圈接至磁控管，其中：

所述的升高电压包括逐步增大高压变压器的电压；和

所述的校准包括校准由该高压变压器引起的滞后电流。