CN218850637U - 一种变频微波电源及微波设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及微波技术领域，公开了一种变频微波电源及微波设备，该变频微波电源包括高压变压器、定频磁控管和供电电路，该高压变压器中通过采用具有两匝线圈的灯丝绕组，从而提供能够驱动定频磁控管的灯丝的电压，结合供电电路对灯丝绕组输出的电压进行调制后，使得定频磁控管能够在变频微波电源的高压变压器的次级侧构成回路，同时，供电电路中采用调压电感和整流二极管提供半波整流，调压电感和/或整流二极管连接在灯丝绕组和所述第一/第二灯丝之间，从而提供一种结构简单、成本低的变频微波电源。

Description

一种变频微波电源及微波设备

技术领域

本实用新型实施例涉及微波技术领域，特别涉及一种变频微波电源及微波设备。

背景技术

变频微波电源是一种功率可以在一定范围内连续可调的电源，能够自动调整功率并输出连续的微波能量。且变频微波电源由于具有工作稳定可靠、功率稳定性强、效率高等优点，已逐步替代传统的工频变压器在微波设备中得到批量应用。

然而，目前的变频微波电源在高频化之后，驱动磁控管的灯丝电压通常为20KHz-70KHz的高频交流电压，而普通的定频磁控管内部装有约5uH的扼流电感，会对高频交流电压产生了较大的阻抗，导致变频微波电源驱动定频磁控管时会造成灯丝电流不足而无法驱动定频磁控管工作，且施加在定频磁控管内部灯丝上的电压会随着开关频率的变化而变化，造成部分工作条件下不满足灯丝电压要求。而变频磁控管由于通常采用1.2uH左右的扼流电感，可以极大地改善扼流电感在高频工作时的电压衰减。因此，现有的变频微波电源通常需要配合高成本的变频磁控管来工作，无法使用成本较低的定频磁控管。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种变频微波电源及微波设备，能够解决当前变频微波电源无法驱动定频磁控管的问题。

本实用新型实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，第一方面，本实用新型实施例中提供了一种变频微波电源，包括：高压变压器，其次级侧包括灯丝绕组，所述灯丝绕组由两匝线圈构成；定频磁控管，包括第一灯丝和第二灯丝，所述第一灯丝与所述灯丝绕组的一端连接，所述第二灯丝与所述灯丝绕组的另一端连接；供电电路，包括调压电感和整流二极管，所述调压电感和/或所述整流二极管连接在所述灯丝绕组和所述第一灯丝之间，或者，所述调压电感和/或所述整流二极管连接在所述灯丝绕组和所述第二灯丝之间。

在一些实施例中，所述整流二极管和所述调压电感串联，且所述整流二极管和所述调压电感连接在所述第一灯丝和所述灯丝绕组的一端之间；或者，所述整流二极管和所述调压电感串联，且所述整流二极管和所述调压电感连接在所述第二灯丝和所述灯丝绕组的另一端之间；或者，所述整流二极管连接在所述第一灯丝和所述灯丝绕组的一端之间，且所述调压电感连接在所述第二灯丝和所述灯丝绕组的另一端之间；或者，所述整流二极管连接在所述第二灯丝和所述灯丝绕组的另一端之间，且所述调压电感连接在所述第一灯丝和所述灯丝绕组的一端之间。

在一些实施例中，所述供电电路还包括下拉电阻；所述下拉电阻的一端与所述灯丝绕组的一端连接，其另一端接地；或者，所述下拉电阻的一端与所述供电电路的输出端连接，另一端与所述第一灯丝连接；或者，所述下拉电阻的一端与所述供电电路的输出端连接，另一端与所述第二灯丝连接。

在一些实施例中，所述高压变压器的次级侧还包括高压绕组，所述变频微波电源还包括：倍压整流电路，所述倍压整流电路连接在所述高压绕组和所述定频磁控管之间。

在一些实施例中，所述倍压整流电路包括：第一倍压电容，连接在所述灯丝绕组的另一端和所述高压绕组的一端之间；第二倍压电容，连接在所述高压绕组的一端和接地端之间；第一反峰二极管，连接在所述灯丝绕组的另一端和所述高压绕组的另一端之间；第二反峰二极管，连接在第一反峰二极管和接地端之间。

在一些实施例中，所述高压变压器还包括原边绕组，所述变频微波电源还包括：整流滤波电路，其输入端连接至市电，配置为将交流市电整流为直流电输出；开关电路，其输入端与所述整流滤波电路的输出端连接，其输出端与所述原边绕组连接。

在一些实施例中，所述开关电路包括至少一个功率开关管，所述变频微波电源还包括：控制单元，其检测端与所述开关电路中电子元器件的连接点连接，其控制端与所述至少一个功率开关管连接，配置为根据所述连接点的电流控制所述至少一个功率开关管的开通时间或斩波频率。

在一些实施例中，所述整流滤波电路包括：整流桥和LC滤波单元，所述整流桥连接在交流市电和所述LC滤波单元之间，所述LC滤波单元的输出端与所述开关电路连接。

在一些实施例中，所述整流滤波电路还包括压敏电阻，所述压敏电阻并联在所述交流市电的火线和零线之间。

为解决上述技术问题，第二方面，本实用新型实施例中提供了一种微波设备，包括：如第一方面所述的变频微波电源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例中提供了一种变频微波电源及微波设备，该变频微波电源包括高压变压器、定频磁控管和供电电路，该高压变压器中通过采用具有两匝线圈的灯丝绕组，从而提供能够驱动定频磁控管的灯丝的电压，结合供电电路对灯丝绕组输出的电压进行调制后，使得定频磁控管能够在变频微波电源的高压变压器的次级侧构成回路，同时，供电电路中采用调压电感和整流二极管提供半波整流，调压电感和/或整流二极管连接在灯丝绕组和所述第一/第二灯丝之间，从而提供一种结构简单、成本低的变频微波电源。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块表示为类似的元件/模块，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1(a)是本实用新型实施例一提供的第一种变频微波电源的电路结构图；

图1(b)是本实用新型实施例一提供的第二种变频微波电源的电路结构图；

图1(c)是本实用新型实施例一提供的第三种变频微波电源的电路结构图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种变频微波电源的电路拓扑图；

图3是本实用新型实施例二中提供的一种微波设备的结构示意图。

附图说明：110、供电电路；120、倍压整流电路；130、整流滤波电路；140、开关电路；150、控制单元；T1、高压变压器；M1、定频磁控管；C2、第一倍压电容；C4、第二倍压电容；D1、第一反峰二极管；D2、第二反峰二极管；D3、整流二极管；L3、调压电感；R6、下拉电阻；ZR1、压敏电阻；DB1、整流桥。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

还需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为了解决当前变频微波电源无法使用定频磁控管，而变频磁控管价格昂贵、电磁干扰辐射较大的问题，本实用新型实施例提供了一种结构简单、成本较低的变频微波电源及微波设备，该变频微波电源中通过采用具有两匝线圈的灯丝绕组和由调压电感和整流二极管构成的供电电路，使得定频磁控管能够在变频微波电源的高压变压器的次级侧构成电流回路，从而减少变频微波电源的成本，且由调压电感和整流二极管构成的供电电路为半波整流的方式，能够减少二极管的用量，进一步降低成本。

具体地，下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种变频微波电源，请参见图1(a)、图1(b)和图1(c)，其示出了本实用新型实施例提供的三种变频微波电源的电路结构图，示出了变频微波电源的电气连接情况，所述变频微波电源至少包括：高压变压器T1、定频磁控管M1和供电电路110。所述高压变压器T1次级侧的灯丝绕组通过供电电路110与定频磁控管M1的两个灯丝连接，通过灯丝绕组中的两匝线圈提供足够的电压，并通过供电电路110中的调压电感和整流二极管调压整流，以提供能够驱动灯丝的电压，使得高压变压器T1、定频磁控管M1和供电电路110构成一个供电回路。具体地，

所述高压变压器T1，其次级侧包括灯丝绕组，所述灯丝绕组由两匝线圈构成，所述高压变压器T1用于升压，本实用新型实施例采用具有两匝线圈的灯丝绕组，从而增大灯丝绕组输出的电压，为定频磁控管M1的灯丝提供足够的驱动电压。

在一些实施例中，请继续参见各图1，所述高压变压器T1的次级侧还包括高压绕组，所述变频微波电源还包括：倍压整流电路120，所述倍压整流电路120连接在所述高压绕组和所述定频磁控管M1之间。

其中，在各图1所示的高压变压器T1中，左侧绕组为原边绕组/原边侧的绕组，中间虚线表示的部分为铁芯，右侧的两个绕组为副边绕组/次级侧的绕组，且右上方的副边绕组为灯丝绕组，具有两匝线圈，右下方的副边绕组则为高压绕组。

具体地，所述倍压整流电路120由两个倍压电容和两个反峰二极管组成，其中，第一倍压电容C2连接在所述灯丝绕组的另一端和所述高压绕组的一端之间，第二倍压电容C4连接在所述高压绕组的一端和接地端之间，第一反峰二极管D1连接在所述灯丝绕组的另一端和所述高压绕组的另一端之间，第二反峰二极管D2连接在第一反峰二极管和接地端之间。所述第一反峰二极管D1和所述第二反峰二极管D2为反峰电压较高的二极管，所述第一倍压电容C2和所述第二倍压电容C4为耐压较高的电容。

所述定频磁控管M1，包括第一灯丝和第二灯丝，所述第一灯丝与所述灯丝绕组的一端连接，所述第二灯丝与所述灯丝绕组的另一端连接；其中，各图1中所示的“灯丝1”即为所述第一灯丝，各图1所示的“灯丝2”即为所述第二灯丝。

所述供电电路110，包括调压电感L3和整流二极管D3，所述调压电感L3和/或所述整流二极管D3连接在所述灯丝绕组和所述第一灯丝/第二灯丝之间。所述供电电路110能够输出直流电，为所述定频磁控管M1直流供电，从而减弱磁控管内部扼流电感的影响。在本实用新型实施例中，仅需采用一个调压电感L3和一个整流二极管D3进行半波整流，相较于全波、全桥整流的方式减少了整流二极管的数量，能够有效降低成本。其中，所述调压电感L3能够将灯丝绕组输出的高频电压调整为所述定频磁控管M1中灯丝所需要的驱动电压，所述整流二极管D3则能够将高频交流电压整流为直流电压后直接为所述定频磁控管M1中灯丝直流供电。

具体地，所述整流二极管D3和所述调压电感L3不串联设置时，请参见图1(a)，所述整流二极管D3和所述调压电感L3串联，且所述整流二极管D3和所述调压电感L3连接在所述第一灯丝和所述灯丝绕组的一端之间；或者，请参见图1(b)，所述整流二极管D3和所述调压电感L3串联，且所述整流二极管D3和所述调压电感L3连接在所述第二灯丝和所述灯丝绕组的另一端之间；需要说明的是，所述整流二极管D3和所述调压电感L3的串联位置不限定于图1(a)和图1(b)所示，所述整流二极管D3和所述调压电感L3可以调换位置，具体可根据实际需要进行设置。

所述整流二极管D3和所述调压电感L3不串联设置时，请参见图1(c)，所述整流二极管D3连接在所述第一灯丝和所述灯丝绕组的一端之间，且所述调压电感L3连接在所述第二灯丝和所述灯丝绕组的另一端之间；或者，所述整流二极管D3还可以是连接在所述第二灯丝和所述灯丝绕组的另一端之间，且所述调压电感L3连接在所述第一灯丝和所述灯丝绕组的一端之间，需要说明的是，本实用新型实施例并未示出此种情况的电路图。

还需要说明的是，虽然，在图1(a)中，所述整流二极管D3的阳极与所述第一灯丝连接，所述整流二极管D3的阴极与所述调压电感L3连接；在图1(b)中，所述整流二极管D3的阳极与所述第二灯丝连接，所述整流二极管D3的阴极与所述调压电感L3连接；在图1(c)中，所述整流二极管D3的阳极与所述灯丝绕组的一端连接，所述整流二极管D3的阴极与所述第一灯丝连接。但在实际制造时，由于灯丝两侧的电压仅用于加热灯丝以发射电子，因此不需要对定频磁控管M1的供电的正负极加以区分，可根据灯丝绕组侧输出的电流情况以及整流二极管D3在灯丝绕组和定频磁控管M1之间所设置的位置来调整整流二极管D3的阳极和阴极的方向，上述描述中并未对所述整流二极管D3的阳极和阴极的连接情况进行阐述，也即不受图1(a)、图1(b)和图1(c)这三种情况的限制。

在一些实施例中，请继续参见图1(a)、图1(b)和图1(c)，所述供电电路110还包括：下拉电阻R6，其一端与所述灯丝绕组的一端连接，其另一端接地。需要说明的是，所述供电电路110不需要局限于各图1所示的供电电路110中的连接方式，也即是说，所述下拉电阻R6的一端还可以是与所述供电电路110的输出端连接，另一端与所述第一灯丝连接，或者，所述下拉电阻R6的一端还可以是与所述供电电路110的输出端连接，另一端与所述第二灯丝连接。且有，所述供电电路110中还可以不仅限于各图1所示的供电电路110中的电子元器件，还可以是在采用半波整流的方式的基础上增加或者减少电子元器件，如各图1中增加的下拉电阻R6这一电子元器件，具体可根据实际使用时变频微波电源输出的微波能量的需求进行设计，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。

在一些实施例中，请参见图2，其示出了本实用新型实施例提供的一种变频微波电源的电路拓扑图，相较于各图1，还示出了所述变频微波电源中高压变压器T1原边侧的拓扑结构及电气连接情况，所述变频微波电源还包括：整流滤波电路130、开关电路140、控制单元150。

所述整流滤波电路130，其输入端连接至市电AC，配置为将市电(即工频交流电)整流为直流电输出。且有，所述整流滤波电路130中的滤波单元还可以滤波直流电压中高频的部分，防止变频电源对电网产生干扰。

具体地，在图2所示示例中，所述整流滤波电路130包括压敏电阻ZR1、整流桥DB1和LC滤波单元，所述整流桥DB1连接在交流市电和所述LC滤波单元之间，所述LC滤波单元的输出端与开关电路140连接，所述LC滤波单元则由电感L2和电容C7构成，用于滤波。所述压敏电阻ZR1并联在市电输出端的火线和零线之间，用于防雷和过压保护。

所述开关电路140，包括至少一个功率开关管，所述开关电路140的输入端与所述整流滤波电路130的输出端连接，所述开关电路140的输出端与所述原边绕组连接。所述开关电路140用于将所述整流滤波电路130输出的直流电压进行高频化，从而减小变频微波电源的产品体积，且还可以点提升变频微波电源的变换效率。

具体地，在图2所示示例中，所述开关电路140可基于检测到的电阻之间的电流，或者电阻与功率开关管之间的电流，或者功率开关管与高压变压器之间的电流，调整脉冲宽度调制信号的占空比并输出至功率开关管，以调整输出至功率开关管的控制信号的导通时间或斩波频率等，实现功率调整。

控制单元150，其检测端与所述开关电路中电子元器件的连接点连接，其控制端与所述至少一个功率开关管连接，例如，与图2中的功率开关管Q2连接，配置为根据所述连接点的电流控制所述至少一个功率开关管的开通时间或斩波频率。且有，所述控制单元150还与外部通信连接，以得到所需要的实时功率，例如，在用户手动调整微波炉的功率，或者微波炉通过内部的传感器等器件检测到微波能量过低或者过高时自动输出调整功率时，所述控制单元150可通过调整控制功率开关管的开通时间或斩波频率来调整变频微波电源的输出功率。

本实用新型提供的如图2所示的变频微波电源在实际工作时，例如应用在微波炉等微波设备中提供微波能量时，交流市电首先通过整流滤波电路130调整为直流电压，直流电压再经过开关电路140高频斩波，斩波后的高频电压通过高压变压器T1后提升为2.3KV左右的高频电压，高压绕组输出的升压后的高频电压经过倍压整流电路120整流为4.2KV左右的直流电压，以驱动定频磁控管M1阳极工作，灯丝绕组输出的升压后的高频电压则经过供电电路110调整为3.3V左右的直流电压为定频磁控管M1中的灯丝供电。同时，控制单元150实时检测开关电路140内电子元器件的连接点出的电流，并根据检测到的电流调整输出至功率开关管Q2的斩波频率或开通时间，实现闭环控制。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种微波设备，请参见图3，其示出了本实用新型实施例提供的一种微波设备的结构框图，所述微波设备10包括：实施例一所述的变频微波电源100。

所述变频微波电源100的具体结构、电路连接方式、工作原理等请参见实施例一及各图1和图2所示，此处不再详述。

所述微波设备10优选为微波炉，能够将微波能量用于加热水或者食品。所述微波设备10也可以是其他可使用微波能量的设备，具体可根据实际需要进行选择。

本实用新型实施例中提供了一种变频微波电源及微波设备，该变频微波电源包括高压变压器、定频磁控管和供电电路，该高压变压器中通过采用具有两匝线圈的灯丝绕组，从而提供能够驱动定频磁控管的灯丝的电压，结合供电电路对灯丝绕组输出的电压进行调制后，使得定频磁控管能够在变频微波电源的高压变压器的次级侧构成回路，调压电感和/或整流二极管连接在灯丝绕组和所述第一/第二灯丝之间，同时，供电电路中采用调压电感和整流二极管提供半波整流，从而提供一种结构简单、成本低的变频微波电源。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：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；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其他变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种变频微波电源，其特征在于，包括：

高压变压器，其次级侧包括灯丝绕组，所述灯丝绕组由两匝线圈构成；

定频磁控管，包括第一灯丝和第二灯丝，所述第一灯丝与所述灯丝绕组的一端连接，所述第二灯丝与所述灯丝绕组的另一端连接；

供电电路，包括调压电感和整流二极管，所述调压电感和/或所述整流二极管连接在所述灯丝绕组和所述第一灯丝之间，或者，所述调压电感和/或所述整流二极管连接在所述灯丝绕组和所述第二灯丝之间。

2.根据权利要求1所述的变频微波电源，其特征在于，

所述整流二极管和所述调压电感串联，且所述整流二极管和所述调压电感连接在所述第一灯丝和所述灯丝绕组的一端之间；

或者，

所述整流二极管和所述调压电感串联，且所述整流二极管和所述调压电感连接在所述第二灯丝和所述灯丝绕组的另一端之间；

或者，

所述整流二极管连接在所述第一灯丝和所述灯丝绕组的一端之间，且所述调压电感连接在所述第二灯丝和所述灯丝绕组的另一端之间；

或者，

所述整流二极管连接在所述第二灯丝和所述灯丝绕组的另一端之间，且所述调压电感连接在所述第一灯丝和所述灯丝绕组的一端之间。

3.根据权利要求1所述的变频微波电源，其特征在于，

所述供电电路还包括下拉电阻；

所述下拉电阻的一端与所述灯丝绕组的一端连接，其另一端接地；

或者，所述下拉电阻的一端与所述供电电路的输出端连接，另一端与所述第一灯丝连接；

或者，所述下拉电阻的一端与所述供电电路的输出端连接，另一端与所述第二灯丝连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的变频微波电源，其特征在于，

所述高压变压器的次级侧还包括高压绕组，所述变频微波电源还包括倍压整流电路，所述倍压整流电路连接在所述高压绕组和所述定频磁控管之间。

5.根据权利要求4所述的变频微波电源，其特征在于，

所述倍压整流电路包括：

第一倍压电容，连接在所述灯丝绕组的另一端和所述高压绕组的一端之间；

第二倍压电容，连接在所述高压绕组的一端和接地端之间；

第一反峰二极管，连接在所述灯丝绕组的另一端和所述高压绕组的另一端之间；

第二反峰二极管，连接在第一反峰二极管和接地端之间。

6.根据权利要求1所述的变频微波电源，其特征在于，

所述高压变压器还包括原边绕组，所述变频微波电源还包括：

整流滤波电路，其输入端连接至市电，配置为将交流市电整流为直流电输出；

开关电路，其输入端与所述整流滤波电路的输出端连接，其输出端与所述原边绕组连接。

7.根据权利要求6所述的变频微波电源，其特征在于，

所述开关电路包括至少一个功率开关管，所述变频微波电源还包括控制单元；

所述控制单元的检测端与所述开关电路中电子元器件的连接点连接，所述控制单元的控制端与所述至少一个功率开关管连接，配置为根据所述连接点的电流控制所述至少一个功率开关管的开通时间或斩波频率。

8.根据权利要求6所述的变频微波电源，其特征在于，

所述整流滤波电路包括整流桥和LC滤波单元，所述整流桥连接在交流市电和所述LC滤波单元之间，所述LC滤波单元的输出端与所述开关电路连接。

9.根据权利要求6所述的变频微波电源，其特征在于，

所述整流滤波电路还包括压敏电阻，所述压敏电阻并联在所述交流市电的火线和零线之间。

10.一种微波设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一项所述的变频微波电源。

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