CN206410183U - 一种用于提高变频微波炉功率因数的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于提高变频微波炉功率因数的电路，其包括：控制模块、整流模块和运算模块；控制模块与运算模块的同相输入端相连，整流模块与运算模块的反向输入端相连；运算模块的输出端与变频微波炉中变压器的驱动电路输入端相连。本实用新型通过抬高零点附近的电压，实现增大变压器的次级输出电压，并提高了输出整流二极管的导通性，增大电压与电流的同步性，进而提高功率因数电路，解决了现有技术中变频微波炉功率因数较低问题，减少了功率的损失，充分发挥了变压器等电力设备作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及变频微波炉，具体涉及一种用于提高变频微波炉功率因数的电路。
背景技术
图1为现有技术中变频微波炉高压变压器的电路，其输出的高压可以对微波炉内物品进行微波加热，由于电路中的高压二极管会出现近20V的压降，因此，市电过零点附近高压变压器的初级电压和电流会很小，使得次级高压二极管截止，导致次级电流不连续，使得该电路的功率因数偏低，将造成大量的能量损失。
因此，需要提供一种技术方案来克服现有技术的不足。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提出了一种用于提高变频微波炉功率因数的电路，其电路包括：控制模块、整流模块和运算模块；
控制模块与运算模块的同相输入端相连，整流模块与运算模块的反向输入端相连；运算模块的输出端与变频微波炉中变压器的驱动电路输入端相连。
控制模块包括：一端相交于同一节点A的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1和第二电容EC1；第四电阻R4、第一电容C1和第二电容EC1的另一端接地；第三电阻R3的另一端分别与运算模块的同相输入端和第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的另一端接地。
第一电阻R1的另一端与恒压源相连；第二电阻R2的另一端接PWM信号。
第二电容EC1为带极性的电容，其正极端与同一节点A相连，负极端接地。
整流模块包括：第一二极管D1和依次串联的第二二极管D2、第六电阻R6、第七电阻R7及第八电阻R8；
第一二极管D1的负极端设于第二二极管D2和第六电阻R6间；第八电阻R8的另一端与运算模块的反向输入端相连。
第一二极管D1和第二二极管D2的正极端分别与220V市电相连；
相互并联的压敏电阻和第三电容C2的两端分别与第一二极管D1和第二二极管D2的另一端相连。
第九电阻R9的一端设于第七电阻R7和第八电阻R8间，其另一端接地。
运算模块包括：第十电阻R10和依次串联的第一运算放大器A1、第十一电阻R11、第二运算放大器A2和第十二电阻R12；
第一运算放大器A1的同相输入端与第三电阻R3相连，第一运算放大器A1的反相输入端分别与第八电阻R8和第十电阻R10的一端相连，第十电阻R10的另一端设于第一运算放大器A1和第十一电阻R11间；
第二运算放大器A2的同相输入端与第十一电阻R11相连，第二运算放大器A2的反相输入端与其输出端相连；第十二电阻R12的另一端为电路的输出端。
第二运算放大器A2的正电源端与恒压源相连，其负电源端接地。
与最接近的现有技术比，本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：
1、本实用新型通过抬高零点附近的电压，实现增大变压器的次级输出电压，并提高了输出整流二极管的导通性，增大电压与电流的同步性，进而提高功率因数电路，解决了现有技术中变频微波炉功率因数较低问题，减少了功率的损失，充分发挥了变压器等电力设备作用。
2、本实用新型仅需一个运算放大器、两个整流管、若干电阻和电容，并结合变频微波炉高压输出电路，即可实现最低点电压的抬高，并增大驱动器件的导通宽度，使得在电压过零点附近有电流流过，来增大变压器次级的输出电压，提高输出整流二极管的导通性，从而增大电压与电流同步性，提高功率因数。
3、本实用新型可用于各种变频微波炉电路，也可用于各种感性负载的驱动电路。
4、本实用新型提高功率因数到接近于1，减少功率损失，节能环保。
附图说明
图1为现有技术中变频微波炉高压变压器的电路结构图；
图2为本实用新型的电路结构图；
图3为本实用新型中整流模块的另一实施例；
图4为本实用新型中产生PWM信号的单片机连接关系图；
图5为本实用新型输入端的电压波形图；
图6为本实用新型输出端的电压波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的电路作进一步详细的描述。
图2所示本实用新型的电路，将引入220V市电经过运算放大器电路，来抬高过零点附近的电压，使在电压的过零点附近也有电流流过，从而增大变压器次级的输出电压，提高输出整流二极管D10和D11的导通性。
本实用新型由控制模块、整流模块和运算模块构成，控制模块与运算模块的同相输入端相连，整流模块与运算模块的反向输入端相连；运算模块的输出端与变频微波炉中变压器的IGBT驱动电路输入端相连。
控制模块包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1和电容EC1；其中，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1和电容EC1的一端交于同一节点A，电阻R4、电容C1和电容EC1的另一端交于同一节点后接地；电阻R3的另一端分别与运算模块中运算放大器A1的同相输入端和电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端接地。电阻R1的另一端与恒压源相连，电阻R2的另一端接PWM信号，电容EC1为带极性的电容，其正极端与节点A相连，负极端接地。
整流模块包括：二极管D1、二极管D2、电阻R6、电阻R7、电阻R8及电阻R9；其中，二极管D2、电阻R6、电阻R7和电阻R8依次串联，二极管D1的一端设于二极管D2和电阻R6之间；电阻R8的另一端与运算模块中运算放大器A1的反向输入端相连。二极管D1和二极管D2的正极端分别接220V市电；压敏电阻CNR和电容C2并联后，一端与二极管D1的正极相连，另一端与二极管D2的正极相连。电阻R9的一端设于电阻R7和电阻R8之间，另一端接地。
运算模块包括：电阻R10、运算放大器A1、电阻R11、运算放大器A2和电阻R12；其中，运算放大器A1、电阻R11、运算放大器A2和电阻R12依次串联，运算放大器A1的同相输入端分别与电阻R3和电阻R5相连，运算放大器A1的反相输入端分别与电阻R8和电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端设于运算放大器A1和电阻R11之间；运算放大器A2的同相输入端与电阻R11相连，运算放大器A2的反相输入端与其输出端和电阻R12的中点相连；电阻R12的另一端为本实用新型的输出端，运算放大器A2的正电源端与恒压源相连，负电源端接地。
本实用新型设于图1所示的充放电回路中，其输出端ADPWM与充放电回路中含IGBT的驱动电路相连。
图3所示，选用的高速单片机MCU一端接5V电源正极，通过检测输入电源的波形，检测电源的过零点附近，增大驱动器件的导通时间，增大变压器次级的输出电压，提高输出整流二极管的导通性，从而增大电压与电流同步性，提高功率因数。
图4所示的电路可以替代图2中整流模块中的电路，其包括：压敏电阻ZR1、整流桥DB1、滤波电容C2、电感L1、电阻R8和电阻R9。滤波电容C2并接在整流桥DB1的输出端，压敏电阻ZR1接在整流桥DB1的两个输入端之间。电感L1的一端接整流桥DB1输出端的正极，其另一端与电阻R8相连，电阻R8与运算放大器A1的反相输入端相连，电阻R9的一端设于电感L1和电阻R8之间，电阻R9的另一端和整流桥DB1相连后接地。
市电经整流桥DB1模块整流后，经C2及L1滤除高频分量后供电。图5所示的曲线A为PWM由MCU输出稳定的方波，经过分压滤波后得到的A点电压Ua,曲线B为输入220V电压经过整流分压后得到的B点电压波形Ub。
A点与B点电压输入运算放大器，计算公式如下所示：
u-＝Ub－[R8/(R8+R10)](Ub－Uc)，u+＝[R5/(R3+R5)]Ua；
由u-≈u+，可得：Uc＝(1+R10/R8)[R5/(R3+R5)]Ua－(R10/R8)Ub；
得到的C点电压Uc,经过电压跟随后，得到ADPWM的电压Uadpwm，可知Uadpwm＝Uc,如图6所示的Uadpwm的wt波形，可见其过零点电压得到提高，从而增大了IGBT在零点附近的导通宽度。
使在电压的过零点附近也有电流流过。从而增大高压变压器次级的输出电压，提高输出整流二极管的导通性，增大电压与电流同步性，从而提高功率因数。
本实用新型将引入市电波形与实际控制电路相结合，来控制IGBT驱动信号，使得IGBT的导通时间随着市电变化而变化，即在市电零点附近IGBT导通时间较长，而在市电波峰时IGBT导通时间较短。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于提高变频微波炉功率因数的电路，其特征在于，所述电路包括：
控制模块、整流模块和运算模块；
所述控制模块与所述运算模块的同相输入端相连，所述整流模块与所述运算模块的反向输入端相连；
所述运算模块的输出端与变频微波炉中变压器的驱动电路输入端相连。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制模块包括：一端相交于同一节点(A)的第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一电容(C1)和第二电容(EC1)；
所述第四电阻(R4)、所述第一电容(C1)和所述第二电容(EC1)的另一端接地；
所述第三电阻(R3)的另一端与所述运算模块的同相输入端相连。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一电阻(R1)的另一端与恒压源相连；
所述第二电阻(R2)的另一端接PWM信号。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第三电阻(R3)的另一端与第五电阻(R5)的一端相连，所述第五电阻(R5)的另一端接地。
5.根据权利要求2所述电路，其特征在于，所述第二电容(EC1)为带极性的电容，其正极端与所述同一节点(A)相连，负极端接地。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述整流模块包括：第一二极管(D1)和依次串联的第二二极管(D2)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)及第八电阻(R8)；
所述第一二极管(D1)的负极端设于所述第二二极管(D2)和所述第六电阻(R6)间；
所述第八电阻(R8)的另一端与所述运算模块的反向输入端相连。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第一二极管(D1)和所述第二二极管(D2)的正极端分别与220V市电相连；
相互并联的压敏电阻和第三电容(C2)的两端分别与所述第一二极管(D1)和所述第二二极管(D2)的另一端相连。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，第九电阻(R9)的一端设于所述第七电阻(R7)和所述第八电阻(R8)间，其另一端接地。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述运算模块包括：第十电阻(R10)和依次串联的第一运算放大器(A1)、第十一电阻(R11)、第二运算放大器(A2)和第十二电阻(R12)；
所述第一运算放大器(A1)的同相输入端与所述第三电阻(R3)相连，所述第一运算放大器(A1)的反相输入端分别与所述第八电阻(R8)和所述第十电阻(R10)的一端相连，所述第十电阻(R10)的另一端设于所述第一运算放大器(A1)和所述第十一电阻(R11)间；
所述第二运算放大器(A2)的同相输入端与所述第十一电阻(R11)相连，所述第二运算放大器(A2)的反相输入端与其输出端相连；
所述第十二电阻(R12)的另一端为所述电路的输出端。
10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述第二运算放大器(A2)的正电源端与恒压源相连，其负电源端接地。
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|---|---|---|---|---|
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| WO2022205825A1 (zh) * | 2021-04-02 | 2022-10-06 | 北京航天雷特机电工程有限公司 | 一种微波发生电路及微波发生装置 |
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