CN2722497Y - 微波炉磁控管工作电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轻便型家用微波炉磁控管的供电电源，属于微波加热技术领域。其特征是由可以将交流市电整流为直流电的工频整流滤波器电路；联接工频整流滤波器，由工频整流滤波器电路提供工作电源、将工频整流滤波器输出的直流电变换成高频高压电的高频开关电路组成的电源变换器；联接电源变换器电路输出端，将电源变换器电路输出的高频高压电，整流为直流高压电的高频整流滤波器电路以及磁控管灯丝供电电源所构成。优点是减轻了微波炉整机的质量，便于包装、运输等；节能降噪，绿色环保；有效降低生产成本。可以替代传统的微波炉推广使用，具有良好的经济效益和环保社会效益。
Description
技术领域
本实用新型公开了一种轻便型家用微波炉磁控管的供电电源，属于微波加热技术领域。
背景技术
本实用新型做出以前，家用微波炉的磁控管工作电源由工频高压变压器及整流器件组成。先将交流市电升压，再经过整流器件将高压交流电整流滤波，形成脉动直流高压电供给磁控管阳极，磁控管的灯丝电源由变压器的低压绕组供给。由于微波炉的功率在600W以上，故高压变压器的容量一般在1KVA以上，因而变压器的体积大、质量大，使得家用微波炉的成品总质量都在10KG以上。不仅浪费大量铜、铁金属资源，还增加了运输成本。并且用户在使用时挪动不便，电源效率偏低、容易产生工频噪音污染，会给用户带来烦恼。
发明内容
本实用新型针对已有技术的不足，提供一种质量小、电源变换效率高、无工频噪音的微波炉磁控管工作电源。
本实用新型构思是设置交流电源整流滤波器将交流市电变换成直流电，利用高频开关电路将直流电变换成高频脉冲电流，在高频开关电路负载线圈上获得自感高频高电压，经整流滤波器整流得到2KV以上的高压供给磁控管阳极。
基于以上发明思想，微波炉磁控管工作电源基本构成包括：
1、可以将交流市电整流为直流电，为高频开关电路提供工作电源的工频整流滤波器电路；
2、由工频整流滤波器电路提供工作电源、将整流滤波器输出的直流电变换成高频高压电的高频开关电路，亦可称为电源变换器电路；
3、将电源变换器电路输出的高频高压电，整流为直流高压电的高频整流滤波器电路；
4、与磁控管相联接的馈电线路以及磁控管的灯丝供电电源。
工频整流滤波器电路可以采用全波桥式整流器电路和电容滤波电路组成。
电源变换器电路可以采用晶体管开关电路，激励方式为自激或他激。晶体管开关电路的负载为电感线圈，也可以采用20KHZ-100KHZ的高频变压器。
高频整流滤波器电路可以采用晶体二极管半波或全波整流电路，也可以采用倍压整流器电路，滤波器为电容滤波器。
磁控管的灯丝供电电源可以采用电源变换器电路输出的高频低压电，也可以采用小型电源变压器输出的工频低压电源供电。
以下详细介绍本实用新型的构造，一种微波炉磁控管工作电源，其特征是由可以将交流市电整流为直流电的工频整流滤波器电路；联接工频整流滤波器，由工频整流滤波器电路提供工作电源、将工频整流滤波器输出的直流电变换成高频高压电的高频开关电路组成的电源变换器；联接电源变换器电路输出端，将电源变换器电路输出的高频高压电，整流为直流高压电的高频整流滤波器电路以及磁控管灯丝供电电源所构成。
高频开关电路由大功率晶体开关管及其负载电感线圈组成。线圈中高频的电流断续通过，线圈两端将产生自感电动势。电压的高低取决于电路中的电流变化率。回路中电流的大小与线圈L的等效阻抗有关：等效阻抗越小回路电流越大，也就是说在频率不变情况下，线圈的直径越粗(直流阻抗越小)、电感量越小(交流阻抗小)，回路电流及输出功率也越大。
实验证明，提高工作频率使电流变化时间减小也是提高输出电压的一个办法。本实用新型中，高频开关电路采用20KHZ-40KHZ的工作频率，可以使电路的性能(效能，成本等)达到最优。如开关管的选用和高频电感线圈的选用都可进一步降低成本。电感线圈为实心铁氧体，上面可以设置有副线圈绕组给磁控管灯丝提供电流。大功率晶体开关管平均电流在6A以上，实际使用时要选用电流更大的，耐压要求较高，其散热可直接选用微波炉底壳。
高频开关电路产生的高压部分也可以从电感线圈上的次级绕组直接产生，电路的工作原理及结构基本同上，次级绕组L1产生微波炉磁控管激励高压，次级绕组L2产生磁控管的灯丝电压，在此电路中大功率晶体开关管的激励信号频率可以提高到40KHZ以上，开关管的耐压及电感线圈(此时应称为开关变压器)体积可进一部减小，成本和体积重量也都可在降低或减小。
晶体管开关电路的激励方式为自激或他激。自激的方式可采用电感反馈的方式；他激方式可以采用方波信号源电路作为激励级。
本实用新型的优点是：1、使用电子器件替代传统粗大笨重的工频变压器，大大减轻现有微波炉整机的质量，该电路的重量仅为变压器重量的1/5-1/10，使微波炉整机便于包装、运输等；2、节能降噪，绿色环保。采用电子器件，替换原有的变压器，极大的减少铁、铜等金属资源的用量，同时提高了电源变换效率，降低整机工作噪声，更不会因工频磁场吸引钢板外壳产生杂音；3、整个电路的成本低于原有高压工频变压器的成本，可以有效降低生产成本。可以替代传统的微波炉推广使用，具有良好的经济效益和环保社会效益。
附图说明
说明书附图1是本实用新型的结构方框图，说明书附图2是本实用新型实施例1的结构方框图，说明书附图3是本实用新型实施例1的电路原理图，说明书附图4、图5是本实用新型实施例1的可变频率方波发生器的电路图，附图6是微电脑控制的高档微波炉中用开关电源管理芯片LM3842构成激励信号源的电原理图。附图7是实施例3用于设置开关变压器的微波炉的电路图。图中：A工频整流滤波器，B电源变换器，C高频整流滤波器，D灯丝供电电源，E磁控管，F可调频率方波发生器，G电压反馈控制电路。
具体实施方式
本实用新型的实施例1参见附图2、3、4、5。
该实施例用于一般经济型微波炉。
一种微波炉磁控管工作电源，其特征是由可以将交流市电整流为直流电的工频整流滤波器A电路；联接工频整流滤波器A，由工频整流滤波器电路提供工作电源、将工频整流滤波器输出的直流电变换成高频高压电的高频开关电路组成的电源变换器B；联接电源变换器B电路输出端，将电源变换器电路输出的高频高压电，整流为直流高压电的高频整流滤波器C电路以及磁控管灯丝供电电源所构成。
经济型微波炉的微波炉磁控管工作电源，其特征是由可以将交流市电整流为直流电的工频整流滤波器A电路；联接工频整流滤波器A，由工频整流滤波器A电路提供工作电源、将直流电变换成高频高压电的高频开关电路组成的电源变换器B；联接电源变换器B电路输出端，将电源变换器B电路输出的高频高压电，整流为直流高压电的高频整流滤波器C电路所构成：电源变换器B的输入端与一个可调频率方波发生器F电路的输出端相联，构成他激式可变频率高频开关电路；其输出端联接热敏电阻，热敏电阻与可调频率方波发生器F电路相联，组成电压反馈控制电路；电源变换器B电路的负载线圈有副绕组与磁控管E的灯丝相连接组成灯丝供电电源D。
电源变换器B由大功率晶体开关管和负载电感线圈组成晶体管开关电路。
可调频率方波发生器F电路可以采用RC或LC振荡电路，要求该电路具有高可靠稳定性，方波输出稳定，能使振荡电路安全可靠工作，也使系统输出电压稳定。该单元电路的功耗不大(5V/10MA)，其工作电源可由工频整流滤波电路经电阻及稳压二极管稳压串联构成。也可以采用单独的小型电源变压器供电。
可调频率方波发生器F电路包括一个三角波振荡器电路和运算放大器电路构成：时基电路555构成三角波振荡器电路，通过改变输出端联接的电容器C2的容量实现可变频率，三角波振荡器电路的输出端连接运放电路组成方波发生电路。高压输出端反馈信号给运放电路控制端，微调每周期占空比实现输出电压的稳定。
可调频率方波发生器F电路频率为20KHZ-40KHZ，电阻R和热敏电阻RT组成反馈电路，当振荡电路输出的电压高于预设定电压时(预定电压主要是由激励信号源及开关振荡电路的参数来决定，反馈电路只能微调)，M点的电压也会升高，经运算放大器处理后，输出的方波有效占空比就会减小，振荡电路在工作振荡频率不变的情况下，开关管的导通时间变小，输出电压也变小，反之亦然，输出电压始终较为稳定，且不受电网电压变化的干扰，提高了微波炉本身的电压适应性；同时因反馈电路中的RT是热敏电阻，当微波炉工作一段时间后，磁控管就会发热，输出功率也会降低，此时通过热敏电阻的补偿作用，可以适当提高输出电压，稳定磁控管的输出频率。
热敏电阻RT组成反馈电路即可以从高频整流滤波器输出端接出，也可以自灯丝供电线圈的一端经二极管整流后接出，灯丝供电线圈的另一端接地。以避免与高压回路联接带来的降压功率损失等问题。
工频整流滤波器A电路采用全波桥式整流元件和电解电容器构成整流滤波电路。为了避免涌浪电流的冲击，可以考虑串联稳流元器件。
高频整流滤波器C电路由整流二极管和高压电容组成整流滤波电路，由于电路中输出的震荡交流高压频率较高，且根据电路的高效率特性，采用半波整流且利用原来微波炉上的高压二极管，滤波电容器容量还可以减小以期降低成本。
本实施例的工作原理参照附图3：220V交流电经微波炉的电源线输入，经D1-D4桥式整流器整流。信号H1给开关管Q提供20～40KHZ的方波，使圈线L1和开关管Q构成高频开关电路。根据线圈L1的储能特点，将在M点产生振荡高压，经D二极管单向输出后再经C2滤波，B处就有2KV～4KV的直流高压输出，此高压直接提供给磁控管的激励电压，L1有另外一个副绕组，可以输出3.3V的交流电压(频率20～40KHZ)提供给磁控管作灯丝驱动电压。输出的直流高压的高低与H1的谐振频率及L1的电感量有直接关系，频率高、电感量大，输出电压也高；线圈L1的直径及开关管Q的功率决定输出电流电压和灯丝交流电压的功率，直径粗和开关管Q的功率大，输出功率也就大。交流220V输入后，经工频整流滤波器A电路整流滤波，变为300V直流电，可调频率方波发生器电路F给电源变换器B电路提供20～40KHZ的方波，电源变换器B电路的开关电路工作，产生高压，经高频整流滤波器电路D整流滤波输出后，提供2K-4KV的直流高压给磁控管E，另外，电源变换器B电路有输出3.3V的交流电压(频率20～40KHZ)提供给磁控管作灯丝驱动电压。
本实用新型的实施例2参见附图2、3、6。
该实施例用于微电脑控制的高档微波炉。其激励信号参见附图6，特征是可调频率方波发生器F电路由电脑控制板上的开关电源管理芯片提供脉冲信号源，联接光电隔离接口与电流脉冲宽度调制器集成电路UC3842构成激励信号源。脉冲信号由电脑芯片发生，并且可按实际需要功率进行频率变化，可以配合使用变频磁控管，形成变频微波炉。高压输出部分的电压反馈信号可以送至集成电路UC3842处理，以调整每周期信号的占空比来稳定输出电压，控制效果良好。
实施例3参见附图7。
该实施例是一种应用开关变压器的微波炉。其特征是电源变换器B由大功率晶体开关管联接负载开关变压器组成晶体管开关电路。这种结构的优点是可以利用开关变压器的次级高压线圈的匝数，调整高压输出。其信号源采用固定频率，工作频率可以达到100KHZ，因而开关变压器的效率会更高，体积和质量可进一步减小。
Claims (9)
1、一种微波炉磁控管工作电源，其特征是由可以将交流市电整流为直流电的工频整流滤波器(A)电路；联接工频整流滤波器(A)，由工频整流滤波器电路提供工作电源、将工频整流滤波器输出的直流电变换成高频高压电的高频开关电路组成的电源变换器(B)；联接电源变换器(B)电路输出端，将电源变换器电路输出的高频高压电，整流为直流高压电的高频整流滤波器(C)电路以及磁控管灯丝供电电源所构成。
2、根据权利要求1所述的磁控管工作电源，其特征是电源变换器(B)的输入端与一个可调频率方波发生器(F)电路的输出端相联，构成他激式可变频率高频开关电路；其输出端联接热敏电阻，热敏电阻与可调频率方波发生器(F)电路相联，组成电压反馈控制电路。
3、根据权利要求1所述的微波炉磁控管工作电源，其特征是电源变换器(B)电路电源变换器(B)由大功率晶体开关管和电感线圈组成，电感线圈有副绕组与磁控管(E)的灯丝相连接组成灯丝供电电源(D)。
4、根据权利要求1所述的微波炉磁控管工作电源，其特征是可调频率方波发生器(F)电路包括一个三角波振荡器电路和运算放大器电路构成：时基电路555构成三角波振荡器电路，通过改变输出端联接的电容器(C2)的容量实现可变频率，三角波振荡器电路的输出端连接运放电路组成方波发生电路。
5、根据权利要求1或2所述的微波炉磁控管工作电源，其特征是热敏电阻(RT)组成反馈电路既可以从高频整流滤波器输出端接出，也可以自灯丝供电线圈的一端经二极管整流后接出，灯丝供电线圈的另一端接地。
6、根据权利要求1所述的微波炉磁控管工作电源，其特征是工频整流滤波器(A)电路采用全波桥式整流元件和电解电容器构成。
7、根据权利要求1所述的微波炉磁控管工作电源，其特征是高频整流滤波器(C)电路由整流二极管和高压电容组成。
8、根据权利要求1所述的微波炉磁控管工作电源，其特征是可调频率方波发生器(F)电路由电脑控制板上的开关电源管理芯片提供的脉冲信号源，联接光电隔离接口与电流脉冲宽度调制器集成电路(UC3842)构成激励信号源。
9、根据权利要求1所述的微波炉磁控管工作电源，其特征是电源变换器(B)由大功率晶体开关管联接负载开关变压器组成晶体管开关电路构成。
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