CN201319677Y

CN201319677Y - 一种微波炉磁控管用开关电源

Info

Publication number: CN201319677Y
Application number: CNU2008202045257U
Authority: CN
Inventors: 汪军; 程绍玉; 郑魏
Original assignee: FOSHAN SHUNDE REALDESIGN ELECTRONICS INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Guangdong Real Design Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2018-12-02

Abstract

本实用新型涉及一种微波炉磁控管用开关电源，其特征是：包括AC－DC整流电路(1)、高频逆变电路(2)、高频变压器(3)、高频整流电路(4)、高频PWM控制电路(5)、微处理器(6)和辅助电源(7)；所述AC－DC整流电路(1)、高频逆变电路(2)、高频变压器(3)、高频整流电路(4)依次顺序电连接；所述高频PWM控制电路(5)的信号输入端分别与微处理器(6)和辅助电源(7)的信号输出端连接，高频PWM控制电路(5)的信号输出端与高频逆变电路的信号输入端连接。本实用新型能够输出稳定电压，使微波炉磁控管在稳定的电压下工作而不受输入电压波动的影响；实现效率的提升及金属材料的节省。

Description

一种微波炉磁控管用开关电源

技术领域

本实用新型涉及一种微波炉磁控管用开关电源，特别是涉及一种能够为微波炉磁控管提供稳定的高压电源的开关电源，属于电力电子技术领域。

背景技术

现有技术中，微波炉磁控管的工作状态是由磁场和电场两个因数所决定的，微波炉磁控管的磁场采用一块永磁体构成，其磁场强度是固定不变的。因此要使微波炉磁控管工作在其额定的状态下，就要求微波炉磁控管的电场也要恒定不变。这就要求微波炉磁控管电源的输出电压要恒定不变。目前，国内微波炉的生产厂家都是采用笨重的工频变压器和半波整流倍压电路提供磁控管所需的高压。该电路无任何稳压控制电路，在输入交流电压20V/50Hz产生波动时，磁控管的工作电压也会随之产生较大的波动。

实用新型内容

本实用新型的目的，是为了克服现有微波炉磁控管的工作电压不够稳定、容易受输入电压波动的影响的缺点，提供一种微波炉磁控管用开关电源，它能够输出稳定电压，使微波炉磁控管在稳定的电压下工作而不受输入电压波动的影响；它能够很好的取代笨重的工频电源，实现效率的提升及金属材料的节省。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案达到：

一种微波炉磁控管用开关电源，其结构特点是：包括AC-DC整流电路、高频逆变电路、高频变压器、高频整流电路、高频PWM控制电路、微处理器和辅助电源；所述AC-DC整流电路、高频逆变电路、高频变压器、高频整流电路依次顺序电连接；所述高频PWM控制电路的信号输入端分别与微处理器和辅助电源的信号输出端连接，高频PWM控制电路的信号输出端与高频逆变电路的信号输入端连接。

AC-DC整流电路将220V/50Hz的交流电压进行整流，得到280-340V的高压直流，然后高频逆变电路将在高频PWM控制电路的驱动下，将高压直流变为高频交流输入要高频变压器，通过高频变压器的耦合逆变得到高频的高压电源。该电源通过倍压整流电路得到高压直流电源。同时高压反馈电路将输出的高压信号反馈给高频PWM控制电路，用于稳定输出的高压电源。高频PWM控制电路可在单片机的控制下实现无触点开关。

本实用新型的目的可以通过以下措施达到：

本实用新型的一种实施方案是：所述AC-DC整流电路由差模电感L1、保险丝F1、负温度系数热敏电阻NTC1、压敏电阻ZNR1、两级EMI滤波器、整流桥DB1、高压直流电容C5和低通滤波器组成；两级EMI滤波器由电容(C1、C2)、共模电感(T1、T2)及放电电阻R2构成，低通滤波器由电感L3、电阻R6A和电容C6构成。

本实用新型的一种实施方案是：所述高频逆变电路由谐振主回路、绝缘栅双极型功率管(GT1、GT2)、高压电容(C26、C27、C7)、GT1的驱动和保护电路、GT2的驱动和保护电路、功率电阻(R8、R9)和钳位电路组成；其中，谐振主回路由高压电容(C11、C8)、高压快速整流管D7和限流电阻R15构成，GT1的驱动和保护电路由整流管D1、电阻R4、电阻R5和整流管D12组成，GT2的驱动和保护电路由整流管D2、电阻R7、电阻R10和整流管D3组成，钳位电路由高压快速整流管D5、电阻R19和电容C13构成。

本实用新型的一种实施方案是：所述高频变压器设有四个绕组，该四个绕组分别构成逆变初级绕组、高压输出绕组、灯丝电压绕组和电压反馈信号绕组。

本实用新型的一种实施方案是：所述高频整流电路由高压整流二极管(D4，D8)、高压电容C10、高压电容C14、高压电容C12和功率电阻R18组成。

本实用新型的一种实施方案是：所述高频PWM控制电路由PNP型三极管QC、PWM控制器IC1、软启动电容C15、工作频率调节电阻R16、低压保护电路、反馈取样电路、电阻R23、可调电阻R17、电阻R20和电容C16组成；其中，低压保护电路由电阻R11、R14、R22和电容C17组成，反馈取样电路由电阻R13、R21、R24和R27共同组成。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用高频逆变电路设计，可实现单片机信号控制。它能够输出稳定电压，使微波炉磁控管在稳定的电压下工作而不受输入电压波动的影响；采用高磁导率和可快速磁化的轻质软磁铁氧体材料制作的高频变压器替换笨重的工频变压器，实现效率的提升及金属材料的节省。

说明书附图

图1为本实用新型的控制流程图。

图2为微波炉结构图。

图3为本实用新型的微波炉磁控管电源框图。

图4为本实用新型的AC-DC整流部分原理图。

图5为本实用新型的高频逆变部分原理图。

图6为本实用新型的高频PWM控制部分原理图。

图7为本实用新型的倍压整流部分原理图。

图8为本实用新型的高频变压器绕制示意图。

具体实施方式

具体实施例：

参照图1，本实施例它包括AC-DC整流电路1、高频逆变电路2、高频变压器3、高频整流电路4、高频PWM控制电路5、微处理器6和辅助电源7；所述AC-DC整流电路1、高频逆变电路2、高频变压器3、高频整流电路4依次顺序电连接；所述高频PWM控制电路5的信号输入端分别与微处理器6和辅助电源7的信号输出端连接，高频PWM控制电路5的信号输出端与高频逆变电路的信号输入端连接。

实际应用中，微波炉由磁控管电源部分、磁控管、炉腔、单片机控制部分组成。

参照图3，本实施例的具体实现过程如下：

首先由AC-DC整流电路1将输入电压220V/50Hz的交流电压进行整流，得到280-340V的高压直流，然后高频逆变电路2将在高频PWM控制部分的驱动下，将高压直流变为高频交流输入高频变压器3，通过高频变压器4的耦合逆变得到高频的高压电源。该电源通过倍压整流电路得到高压直流电源。同时高压反馈电路将输出的高压信号反馈给高频PWM控制电路5，用于稳定输出的高压电源。高频PWM控制电路5可在微处理器6的控制下实现无触点开关。微处理器6由单片机芯片构成。

以下结合附图对本实用新型的各电路电路进行详细描述：

参照图4，AC-DC整流电路1将交流市电进行整流、滤波，得到高压逆变电路2所需的高压直流电源，同时抑制逆变部分产生的高频噪声、减少其多市电的干扰。其中L1为差模电感，抑制电网差模干扰；F1为保险丝；NTC1为负温度系数热敏电阻；抑制启动冲击电流；ZNR1为压敏电阻，抑制电网浪涌和雷击；X2电容C1、C2和共模电感T1、T2以及放电电阻R2共同组成两级EMI滤波器；交流市电通过以上滤波及干扰抑制得到比较纯净的交流电源，然后通过整流桥DB1；高压直流电容C5的整流和平滑滤波得带高压直流电源，其中L3、R6A、C6组成低通滤波器，可以大幅削减高频干扰。

参照图5，高频逆变电路2将从AC-DC电路的得到的高压直流电源进行高频逆变，其中T1是高频变压器的初级，其与高压电容C11、C8、高压快速整流管D7以及限流电阻R15共同组成谐振主回路，通过绝缘栅双极型功率管(IGBT)GT1和GT2的交替导通，在T1的初级形成方向相反的高频交变电流。该电流则为高频变压器的励磁电流产生交变磁场，使初级的能将转化到次级输出。其中高压电容C26、C27、C7用于保护GT1和GT2不被变压器感生电压击穿；D1、R4、R5、D12以及D2、R7、R10、D3分别组成GT1和GT2的驱动和保护电路；功率电阻R8、R9为C26、C27、C7提供放电回路；高压快速整流管D5和电阻R19、电容C13组成钳位电路，保护快速整流管D7。

参照图6，高频PWM控制电路5用于产生驱动高频逆变部分中绝缘栅双极型功率管(IGBT)GT1和GT2的驱动信号，并受单片机控制，实现无出点开关。同时，根据返回信号的强弱调整GT1和GT2的导通占空比，实现输出电压的稳定。单片机控制PNP型三极管QC的开通从而控制IC1的电源。当QC关断时，IC1掉电，主电路停止工作。C15为软启动电容；R16为工作频率调节电阻。电阻R11、R14、R22和电容C17组成低压保护电路；电阻R13、R21、R24、R27共同组成反馈取样电路；电阻R23为死区时间调节电阻，用于调节GT1、GT2交替导通的死区时间；可调电阻R17为最大工作频率调节电阻；电阻R20和电容C16用于调节重启恢复时间。图中，D6为整流管，C9、C18、C19为电容，R25、R26为电阻。

参照图7，倍压整流电路接受高频变压器的输出，并通过倍压电路将高频交变电压整流成高压直流电源，并使其电压值为高频变压器输出电压的两倍。其原理为1：交流电压Vp的P1点电压大于P2点电压时，高压整流二极管D4导通，高压电容C10充电，充电电压为直流电压Vp；2：交流电压Vp的P2点电压大于P1点电压时，高压整流二极管D8导通，高压电容C14充电，充电电压为直流电压Vp；3：高压电容C12两端的电压为C10和C14两端电压之和，因此，该电路将交流电压Vp进行了倍压整流，得到直流电压2Vp。功率电阻R18为放电电阻。图中，L4为电感，R12为电阻。

参照图

所述高频变压器3设有四个绕组，该四个绕组分别构成逆变初级绕组3-1、高压输出绕组3-2、灯丝电压绕组3-3和电压反馈信号绕组3-4。

本实用新型实施例中PWM控制芯片IC1选用SG3525，是双端脉宽调制器。可以实现双端推挽式、半桥式和全桥式开关电源，工作频率为100Hz-400KHz，输入电压可达35V；它的输出电流为200mA，内有一个双门限比较器，内电容充放电电路，基准参考电压为5V±5％，有死区调整，输出波形既可单端亦可双端方式，可与外振荡器外同步；本实用新型实施例使用双端输出，开关频率30KHz，高频变压器采用4绕组。参照图8，绕组A为逆变初级绕组，绕组B为高压输出绕组，绕组C为灯丝电压绕组，绕组D为电压反馈信号绕组。SG3525控制两极开关管在绕组A上形成高频交流电压，通过高频变压器的逆变，在绕组B上产生4000V以上的高压和，在绕组C上产生3-6V的灯丝电压供给磁控管工作，在绕组D上产生40V以上的反馈电压，用于控制SG3525的PWM调节。使绕组B上产生的4000V以上高压稳定不变。单片机的控制信号控制SG3525的死去引脚，使SG3525在单片机的控制下开启或关断。从而实现无触点开关。

Claims

1、一种微波炉磁控管用开关电源，其特征是：包括AC-DC整流电路(1)、高频逆变电路(2)、高频变压器(3)、高频整流电路(4)、高频PWM控制电路(5)、微处理器(6)和辅助电源(7)；所述AC-DC整流电路(1)、高频逆变电路(2)、高频变压器(3)、高频整流电路(4)依次顺序电连接；所述高频PWM控制电路(5)的信号输入端分别与微处理器(6)和辅助电源(7)的信号输出端连接，高频PWM控制电路(5)的信号输出端与高频逆变电路的信号输入端连接。

2、根据权利要求1所述的一种微波炉磁控管用开关电源，其特征是：所述AC-DC整流电路(1)由差模电感L1、保险丝F1、负温度系数热敏电阻NTC1、压敏电阻ZNR1、两级EMI滤波器、整流桥DB1、高压直流电容C5和低通滤波器组成；两级EMI滤波器由电容(C1、C2)、共模电感(T1、T2)及放电电阻R2构成，低通滤波器由电感L3、电阻R6A和电容C6构成。

3、根据权利要求1所述的一种微波炉磁控管用开关电源，其特征是：所述高频逆变电路(2)由谐振主回路、绝缘栅双极型功率管(GT1、GT2)、高压电容(C26、C27、C7)、GT1的驱动和保护电路、GT2的驱动和保护电路、功率电阻(R8、R9)和钳位电路组成；其中，谐振主回路由高压电容(C11、C8)、高压快速整流管D7和限流电阻R15构成，GT1的驱动和保护电路由整流管D1、电阻R4、电阻R5和整流管D12组成，GT2的驱动和保护电路由整流管D2、电阻R7、电阻R10和整流管D3组成，钳位电路由高压快速整流管D5、电阻R19和电容C13构成。

4、根据权利要求1所述的一种微波炉磁控管用开关电源，其特征是：所述高频变压器(3)设有四个绕组，该四个绕组分别构成逆变初级绕组(3-1)、高压输出绕组(3-2)、灯丝电压绕组(3-3)和电压反馈信号绕组(3-4)。

5、根据权利要求1所述的一种微波炉磁控管用开关电源，其特征是：所述高频整流电路(4)由高压整流二极管(D4，D8)、高压电容C10、高压电容C14、高压电容C12和功率电阻R18组成。

6、根据权利要求1所述的一种微波炉磁控管用开关电源，其特征是：所述高频PWM控制电路(5)由PNP型三极管QC、PWM控制器IC1、软启动电容C15、工作频率调节电阻R16、低压保护电路、反馈取样电路、电阻R23、可调电阻R17、电阻R20和电容C16组成；其中，低压保护电路由电阻R11、R14、R22和电容C17组成，反馈取样电路由电阻R13、R21、R24和R27共同组成。