CN2773505Y - 功率连续可调微波炉 - Google Patents

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Abstract

本实用新型针对现有技术或者不能直接实现连续功率调整，或者实现手段较复杂、干扰大、不稳定等方面的不足，公开了一种以简便、稳定、低成本的方式对连续输出的功率进行调整的微波炉设计方案。本实用新型采用并联电容器的方法来调整微波炉中磁控管高压电源电路的总电容量，从而在不停止磁控管工作的前提下对连续输出的微波功率进行调整。同时，本实用新型还对电路中应用到的高压继电器进行了旨在提高耐压值的改造。本实用新型的优点和有益效果主要是：电路简单，元器件种类少，成本低，效果好，输出功率连续稳定。

Description

功率连续可调微波炉
技术领域
本实用新型涉及一种微波炉，具体地说，涉及一种可以对连续输出的功率进行调整的微波炉。
背景技术
在一般的家用微波炉中，为降低成本常常采用半波倍压整流电路，其电路如图1所示，其工作方式为：接通交流电后，经过带灯丝绕组高压变压器1升压，正半周通过高压整流二极管3给电容充电，磁控管不工作；负半周由带灯丝绕组高压变压器1高压绕组和电容器2串联给磁控管4供电，此时电容器2放电，磁控管4工作，输出微波。
通常，微波炉提供多个功率档，用于加热不同种类或不同数量的食物。但是，由于上述低成本电路的限制，市面上现有微波炉只能通过改变磁控管通电时间周期，来达到控制微波炉平均功率的目的。也即是说，市面上现有微波炉的不同功率档所实现的微波功率输出不是连续的，而是通过控制磁控管工作电源的通、断来控制满功率输出时间与零功率输出(磁控管不工作)时间的比例，从而间接达到调节功率之目的。比如，要得到50％的微波功率，就可控制磁控管工作5秒钟，停止5秒钟，即微波炉平均功率为50％。适当地控制磁控管工作时间和停止时间的比例，就可得到其它比例的平均功率。
采用这种功率控制方法，在一个周期的时间段里，根据功率档的调节要求，一定比例的时间内微波满功率输出，而其余时间微波功率为零。这就造成了微波炉实际使用中的一些弊端。比如，采用30％功率的解冻档来解冻冻肉的效果就不好，经常会出现冻肉某些地方已煮熟而另一些地方仍没有解冻的情况。产生这种现象的原因，常常被误以为是微波场均匀性不好，实际上，主要原因就在于磁控管工作时微波功率过大。
检索发现，申请号为97220907.7的名为“连续功率可调式微波炉”的实用新型专利，在微波炉中通过三极管限制放电电流来控制微波功率；申请号为98123503.4的名为“数字控制功率连续可调微波炉”的实用新型专利，采用可控硅过零调压以控制磁控管腔电压变压器的初级输入电压，从而实现微波功率的大小在零至全功率范围内进行连续控制。前者的不足之处在于：对三极管和配套电路要求较高，电路复杂，元器件多，不利于市场推广；并且，在调整功率时，三极管部分导通，电容器部分放电，从而调整了磁控管的工作电压和输出功率，但电容器上仍有电压，磁控管输出功率越小，该电压就越高，当下一个充电周期到来时，将会产生较大的干扰，从而影响电路的稳定性。后者的不足之处在于：电磁干扰比较大；且由于可控硅有电压降，影响实际工作效率；可控硅调整的负载是微波炉的高压变压器，是一个电感负载，易使可控硅损坏，从而使该电路在调整到最大输出功率时，稳定性较差。
鉴于现有技术的缺陷或不足，本专利申请在经过若干次试验之后，提出了可以对连续输出的功率进行调整的新的微波炉设计方案。
实用新型内容
本实用新型主要针对现有技术的不足，以简便、稳定、低成本的方式提供一种可以对连续输出的功率进行调整的微波炉设计方案。
本实用新型所设计的功率连续可调微波炉，和市面上的其它微波炉一样，仍然包括外壳、炉门、炉腔、电控室、带灯丝绕组高压变压器、高压整流二极管、磁控管、高压电源等微波炉通常具备的部件，其特征在于：磁控管高压电源的电路中，在带灯丝绕组高压变压器和高压整流二极管之间并联了n(n≥2)个电容器，每个电容器的一端共同与带灯丝绕组高压变压器相连(仍然由带灯丝绕组高压变压器高压绕组和电容器串联给磁控管供电)，另一端各自与一个高压继电器串联(对应于n个电容器，电路中也有n个高压继电器)，n个高压继电器共同与高压整流二极管相连；通过控制各个高压继电器的触头的开、合来控制各高压继电器所分别对应的电容器的工作状态，调整电路总电容量的大小，从而调整微波输出功率。电容量小，放电时间短，微波功率就低；电容量大，放电时间长，微波功率就大。
如前所述，在微波炉中由带灯丝绕组高压变压器高压绕组和电容器串联给磁控管供电，而磁控管需达到4000伏才能产生微波，本实用新型采用继电器与电容器串联的工作方式，因此继电器必须承受较高的电压。而一般的小型电磁继电器，介质耐压较差，不能满足高压应用领域，但它成本低，利于推广应用。
因此，本实用新型对小型继电器予以改进：除一般的小型电磁继电器的触点引出脚、底座、线圈、拉簧、外壳、线圈引出脚等部件外，在继电器上增加了一组动触头和静触头，共有两组动触头和静触头，通过动簧衔铁组将这两组触头串联，这就使两个静触头的耐压距离增加了一倍；同时将动簧衔铁组的长度增加到20～30mm。这样，当线圈两端加上一定的电压，线圈中通过一定的电流，产生电磁效应，衔铁组在电磁力的吸引作用下克服返回拉簧的拉力吸向铁芯，带动衔铁组的动触头与静触头吸合时，每一组触头间的距离增加，从而提高了触头间的耐压值。所以，将该继电器与电容器串联时，该继电器便可承受经变压器升压后的高电压。
为了实现功率调整的均匀分档，如前所述磁控管高压电源的电路中并联的n个电容器的容量之比最好为：1∶2∶......2n-1。即：三个电容器的容量比为：1∶2∶4；四个电容器的容量比为：1∶2∶4∶8；以此类推。这样，电容器的不同组合就可以实现均匀的电路总电容量的比例关系，比如：三个容量比为1∶2∶4的电容器在理论上就可以实现七种等差的功率分档。
理论上讲，如果各电容器的电容量互不相同，特别是各电容器的容量比呈上述的1∶2∶......2n-1关系时，并联的n个电容器最多可以实现2n-1个功率分档，即：三个电容器可以有7个档，四个电容器可以有15个档，以此类推。但是，日常的微波炉应用中，通常不需要太多的功率分档，因此，当n＝3时，即：磁控管高压电源的电路中，在带灯丝绕组高压变压器和高压整流二极管之间并联了三个电容器，每个电容器的一端共同与带灯丝绕组高压变压器相连，另一端分别与三个高压继电器中的一个串联，三个高压继电器共同与高压整流二极管相连。在这三个电容器的情况下，共有7个功率调整的分档，一般而言就足够了，当然，在实际应用中，还可以少于7个分档。
通过以上方案，本实用新型可以达到设计目的。申请人进行过多次试验，试验结果表明，本实用新型是成功的、有效的，而且是稳定的。本实用新型采用并联电容器的方法来调整电路总电容量，从而在不停止磁控管工作的前提下对连续输出的微波功率进行调整。与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果主要是：电路简单，元器件种类少，成本低，效果好，稳定性高。
附图说明
图1是半波倍压整流电路的原理图。
图2是三个电容器并联的分档调整微波功率原理图。
图3是四个电容器并联的分档调整微波功率原理图。
图4是与电容器串联的高压继电器的主视图。
图5是与电容器串联的高压继电器的侧视图。
图中标号如下：
1带灯丝绕组高压变压器      2电容器                  3高压整流二极管
4磁控管                    5电容器A                 6电容器B
7电容器C                   8高压继电器A             9高压继电器B
10高压继电器C              11电容器D                12高压继电器D
13高压继电器的动触头       14高压继电器的静触头     15动簧衔铁组
具体实施方式
下面结合附图，进一步描述本实用新型的具体实施方式。
实施例一
在微波炉的磁控管高压电源的电路中，在带灯丝绕组高压变压器1和高压整流二极管3之间并联了三个电容器，分别是电容器A5、电容器B6、电容器C7，每个电容器的一端共同与带灯丝绕组高压变压器1相连，另一端分别与高压继电器A8、高压继电器B9、高压继电器C10串联，三个高压继电器共同与高压整流二极管3相连。各高压继电器均有两组动触头13和静触头14，通过动簧衔铁组15将两组触头串联；同时将动簧衔铁组15的长度增加到20mm。通过控制各个高压继电器的触头的开、合来调整电路总电容量的大小，从而调整微波输出功率。
电容器A5的容量为0.2μF，电容器B6的容量为0.35μF，电容器C7的容量为0.65μF，微波炉的变压器功率为750W。通过这三个电容器的不同组合，可以得到七种微波炉功率，即可提供七个功率档。经过实际测试，选择不同功率档时相应电容器并联情况、输出的微波功率如下表所示：
  功率档   电容器   微波炉功率(W)
  一   A   119
二 B 236
  三   A∥B   387
  四   C   480
  五   A∥C   606
  六   B∥C   684
  七   A∥B∥C   783
注：A∥C表示：电容器A和电容器C并联，以此类推。
当选择一功率档时，高压继电器B9、高压继电器C10断开，高压继电器A8闭合，只接通电容器A5，此时微波输出功率为119W；
当选择二功率档时，高压继电器A8、高压继电器C10断开，高压继电器B9闭合，只接通电容器B6，此时微波输出功率为236W；
当选择三功率档时，高压继电器C10断开，高压继电器A8、高压继电器B9闭合，只接通电容器A5和电容器B6，此时微波输出功率为387W；
当选择四功率档时，高压继电器A8、高压继电器B9断开，高压继电器C10闭合，只接通电容器C7，此时微波输出功率为480W；
当选择五功率档时，高压继电器B9断开，高压继电器A8、高压继电器C10闭合，只接通电容器A5和电容器C7，此时微波输出功率为606W；
当选择六功率档时，高压继电器A8断开，高压继电器B9、高压继电器C10闭合，只接通电容器B6和电容器C7，此时微波输出功率为684W；
当选择七功率档时，高压继电器A8、高压继电器B9、高压继电器C10闭合，接通电容器A5、电容器B6、电容器C7，此时微波输出功率为783W。
现以三功率档为例，详述其具体工作方式如下：
接通交流电后，选择三功率档，高压继电器C10断开，高压继电器A8、高压继电器B9闭合，只接通电容器A5和电容器B6，电容器A5和电容器B6并联。交流电经过带灯丝绕组高压变压器1升压，正半周高压变压器1的极性为上正下负，高压整流二极管3因承受正向电压而导通，电容器A5和电容器B6充电，磁控管不工作；负半周由于高压变压器1的极性上负下正，高压整流二极管3因承受反向电压而截止，电容器A5和电容器B6并联放电，与带灯丝绕组高压变压器1高压绕组串联给磁控管4供电，磁控管4工作，输出微波，此时微波炉的功率为387W。在交流电的下一个正半周和负半周时，磁控管仍然以此种方式工作，输出功率连续稳定。
其它功率档的工作方式可以此类推，不再赘述。
实施例二
本例与实施例一的相同处，不再重复描述。不同之处在于：电容器的容量比呈1∶2∶......2n-1关系，即：电容器A5的容量为0.16μF，电容器B6的容量为0.32μF，电容器C7的容量为0.64μF。动簧衔铁组15的长度增加到25mm。微波炉的变压器功率为750W。
通过这三个电容器的不同组合，可以得到七种微波炉功率，即可提供七个功率档。经过实际测试，选择不同功率档时，相应电容器并联情况、输出的微波功率如下表所示：
  功率档   电容器   微波炉功率(W)
  一   A   106
  二   B   218
  三   A∥B   331
  四   C   444
  五   A∥C   557
  六   B∥C   670
  七   A∥B∥C   790
注：A∥C表示：电容器A和电容器C并联，以此类推。
在本例中，三个电容器的容量之比为1∶2∶4，其七种并联组合实现了功率调整的均匀分档。
具体工作方式与实施例一相同，不再赘述。
实施例三
在微波炉的磁控管高压电源的电路中，在带灯丝绕组高压变压器1和高压整流二极管3之间并联了四个电容器，分别是电容器A5、电容器B6、电容器C7、电容器D11，每个电容器的一端共同与带灯丝绕组高压变压器1相连，另一端分别与高压继电器A8、高压继电器B9、高压继电器C10、高压继电器D12串联，四个高压继电器共同与高压整流二极管3相连。各高压继电器均有两组动触头13和静触头14，通过动簧衔铁组15将两组触头串联；动簧衔铁组15的长度增加到30mm。通过控制各个高压继电器的触头的开、合来调整电路总电容量的大小，从而调整微波输出功率。
电容器A5的容量为0.073μF，电容器B6的容量为0.146μF，电容器C7的容量为0.292μF，电容器D11的容量为0.584μF。微波炉的变压器功率为850W。
通过这四个电容器的不同组合，可以得到十五种微波炉功率，即最多可提供十五个功率档。经过实际测试，选择不同功率档时，相应电容器并联情况、输出的微波功率如下表所示：
  功率档   电容器   微波炉功率(W)
  一   A   84
  二   B   141
  三   A∥B   193
  四   C   245
  五   A∥C   304
  六   B∥C   356
  七   A∥B∥C   407
八 D 457
  九   A∥D   518
  十   B∥D   570
  十一   A∥B∥D   622
  十二   C∥D   682
  十三   A∥C∥D   733
  十四   B∥C∥D   785
  十五   A∥B∥C∥D   844
注：A∥C表示：电容器A和电容器C并联，以此类推。
在本例中，四个电容器的容量之比为1∶2∶4∶8，其十五种并联组合实现了功率调整的均匀分档。
具体工作方式与实施例一、实施例二相同，不再赘述。

Claims (4)

1.一种功率连续可调微波炉，包括外壳、炉门、炉腔、电控室、带灯丝绕组高压变压器(1)、高压整流二极管(3)、磁控管(4)、高压电源等微波炉通常具备的部件，其特征在于：磁控管高压电源的电路中，在带灯丝绕组高压变压器(1)和高压整流二极管(3)之间并联了n个电容器，其中n≥2，每个电容器的一端共同与带灯丝绕组高压变压器(1)相连，另一端各自与一个高压继电器串联，n个高压继电器共同与高压整流二极管(3)相连；通过控制各个高压继电器的触头的开、合来调整电路总电容量的大小，从而调整微波输出功率。
2.如权利要求1所述的功率连续可调微波炉中的高压继电器，包括一般的小型电磁继电器的触点引出脚、底座、线圈、拉簧、外壳、线圈引出脚，其特征在于：该高压继电器增加了一组动触头和静触头，共有两组动触头(13)和静触头(14)，通过动簧衔铁组(15)将两组触头串联；同时将动簧衔铁组(15)的长度增加到20～30mm。
3.如权利要求1所述的功率连续可调微波炉，其特征在于：n个电容器的容量比为1∶2∶......2n-1。
4.如权利要求1或3所述的功率连续可调微波炉，其特征在于：n＝3，即：磁控管高压电源的电路中，在带灯丝绕组高压变压器(1)和高压整流二极管(3)之间并联了三个电容器(5、6、7)，每个电容器的一端共同与带灯丝绕组高压变压器(1)相连，另一端分别与三个高压继电器(8、9、10)中的一个串联，三个高压继电器(8、9、10)共同与高压整流二极管(3)相连。
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