CN102332812A - 一种变频微波炉电源自适应起动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变频微波炉电源自适应起动方法，谐振半桥软起动完成后，磁控管起振工作前，电源在小功率状态下运行；磁控管起振工作后，逐步调节输入功率到期望的加热功率。本发明能够减小磁控管起振时产生的冲击电流，有效的解决磁控管起振时对原边功率开关管带来的冲击，延长功率开关管和磁控管的寿命，并能智能化的识别磁控管何时可以正常工作，缩短了开机时间。
Description
[技术领域]
本发明涉及变频微波炉电源，尤其涉及一种变频微波炉电源自适应起动方法。
[背景技术]
通常的变频微波炉电源由谐振半桥构成，具体说包括一输入整流滤波单元，交流输入电压在此转化为直流电压并滤除高频谐波。一功率变换单元，由功率开关管、谐振电容，高压变压器、高压整流二极管及高压滤波电容组成，来自整流滤波单元的直流电压经开关管转换为高频方波电压，流经谐振电容及高压变压器，在变压器次级得到一稳定电压，经整流滤波后形成高压直流供给磁控管。一采样控制单元，由电流电压采样回路及一主控微处理器构成，交流电压及输入电流信号经采样放大处理后送给微处理器，得到功率信号，微处理器根据输入功率的大小来调整其输出的调频调宽信号。一驱动放大单元，由一驱动芯片构成，来自采样控制单元的调频调宽信号经驱动信芯片做时序上的处理，放大后推动功率开关管工作。
图1示出了典型的变频微波炉磁控管的基本构，变频微波炉磁控管的工作原理如下：磁控管由管芯和磁钢组成。管芯包括阳极、阴极、能量输出器和磁路***等四部分。磁控管内部保持高真空状态。其中灯丝经3.3V电压加热到2100K左右开始发射电子，发射的电子在阳极高压及磁路的作用下作轮摆运动，在阳极谐振腔中产生的2450MHZ微波经能量输出器发射到微波炉的加热室中，其中电感的作用是为防止微波外泄。
磁控管要想得到微波输出首先必须将灯丝预热到合适的温度，同时要在阳极上加上高压。如果灯丝没有充分预热的话，加上过高的阳极高压只会增大器件的应力，并有可能引起磁控管击穿损坏，同时，磁控管瞬时起振会引起大的冲击电流而破坏电源变压器原边谐振半桥的工作条作。
图2为变频微波炉电源的等效电路图。其中V dc+和Vdc-为市电经过整流滤波后的直流电压，C1为高频滤波电容，Q1，Q2为IGBT功率开关管。C2为变压器原边谐振电容，Lr为变压器原边谐振电感，Lm为变压器原边励磁电感，R磁控管起振后的等效到变压器原边的阻抗。
在微波炉磁控管的灯丝未达到预热温度时，虽然有阳极高压的存在，但此时灯丝无法发射电子，因此其等效到变压器原边的阻抗非常大，近乎于开路，除了加热灯丝及谐振电流在谐振腔中循环产生较小的损耗外，***并不向外传输功率，因此，此时电源电路的输入功率非常小，在一定的电压范围内，其输入电流也很小。
当磁控管的灯丝达到预热温度时，灯丝开始发射电子，磁控管开始输出微波，但此时灯丝预热的并不是太充分，其发射电子的能力不会太强，当阳极高压从阴极灯丝抽走大量的电子后，灯丝无法及时补充足够的电子，磁控管便会停振，这样的周而复始，会导至磁控管间歇性的工作，从而在原边谐振腔产生了周期性的冲击电流，如图3A所示。冲击电流可能会破坏原边谐振半桥的软开关工作状态，造成功率开关管IGBT的误动作而致始***崩溃。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种能够减小磁控管起振时产生的冲击电流，使得微波炉变频电源能够可靠起动，并能有效延长磁控管的寿命的变频微波炉电源自适应起动方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种变频微波炉电源自适应起动方法，谐振半桥软起动完成后，磁控管起振工作前，电源在低占空比、小功率状态下运行；磁控管起振工作后，逐步调节输入功率到期望的加热功率。
以上所述的变频微波炉电源自适应起动方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)电源在功率小于额定功率50％的状态下运行，同时检测变频电源的输入功率或磁控管的输入电流；
2)当检测到磁控管的输入电流或输入功率大于设定值时，逐步调节磁控管的输入功率至期望的加热功率。
以上所述的变频微波炉电源自适应起动方法，在步骤2)中逐步调节磁控管的输入功率为每个工频周期增加10至500瓦。
以上所述的变频微波炉电源自适应起动方法，输入电流的设定值为0.7A至3.4A，输入功率的设定值为150W至750W。。
本发明变频微波炉电源自适应起动方法能够减小磁控管起振时产生的冲击电流，有效的解决磁控管起振时对原边功率开关管带来的冲击，延长功率开关管和磁控管的寿命，并能智能化的识别磁控管何时可以正常工作，缩短了开机时间。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有技术变频微波炉磁控管的结构示意图。
图2是现有技术变频微波炉电源的等效电路图。
图3A是现有技术变频微波炉电源原边输入电流的波形图。
图3B为自适应软起动时的原边输入电流波形图。
图4是本发明变频微波炉电源自适应起动方法的流程图。
[具体实施方式]
图4所示微波炉电源自适应起动的方法的原理如下：谐振半桥的软起动完成后，设定电源处于小功率状态运行，限定其占空比，防止磁控管注入谐振腔的能量过大，在磁控管未工作时，输入电流或输入功率很小，包括整流桥的损耗、功率开关管的损耗、灯丝的加热功率损耗及其它一些辅助线路的损耗，总体上在100W左右，当磁控管起振工作时，输入电流及输入功率迅速增大，在此期间，检测变压器原边的输入电流或输入功率，可以间接测定磁控管的输入电流或输入功率，并判断出灯丝的预热状况，当变压器原边的输入电流或输入功率达到设定值时，便逐步调节输入功率直到达到我们期望的加热功率。通过此控制方法，能有效的解决磁控管起振时对原边功率开关管带来的冲击，并智能化的识别了磁控管何时可以正常工作，缩短了开机时间。
本发明的一个实施例为额定功率为1000W的电磁炉，在谐振半桥软起动完成后，设定其运行功率为200W，如前所论述，在灯丝预热温度未达到2100K时，其发射电子能力微弱，磁控管无微波输出，此时的输入功率只有100W左右，输入电流相对也较小，当灯丝温度继续上升，发射电子能力加强，磁控管起振，有微波输出，但此时灯丝发射的电子尚不足以维持大功率运行，但由于限制了谐振半桥的开通占空比并限制了其输出功率为200W，因此，只有少量的微波得以发射，以继续维持灯丝温度继续上升，当***检测到输入的电流或功率达到稳定态，即输入功率稳定维持在200W或者电流稳定在0.9A并达到100mS时，认为灯丝预热完成，可以进入正常工作状态。此时，调整设定的功率由200W按每工频周期25W的速率逐步加大至期望的输出功率，在此过程中，微波炉变频电源的平衡没有被打破，因此得到了持续的微波输出直至稳定的输出期望的功率。
本发明通过自动判断微波管起振工作，在磁控管灯丝的预热阶断对***的功率进行限制，防止磁控管进入间歇性的工作状态，减小磁控管起振时的冲击电流对谐振半桥工作状态的影响，使得变频电源能够可靠起动，并能缩短微波管的起动时间，有效延长磁控管的使用寿命。
Claims (4)
1.一种变频微波炉电源自适应起动方法，其特征在于，谐振半桥软起动完成后，磁控管起振工作前，电源在小功率状态下运行；磁控管起振工作后，逐步调节输入功率到期望的加热功率。
2.根据权利要求1所述的变频微波炉电源自适应起动方法，其特征在于，包括以下步骤：
201)电源在功率小于额定功率50％的状态下运行，同时检测变频电源的输入功率或磁控管的输入电流；
202)当检测到变频电源的输入功率或磁控管的输入电流大于设定值时，逐步调节磁控管的输入功率至期望的加热功率。
3.根据权利要求2所述的变频微波炉电源自适应起动方法，其特征在于，在步骤202中逐步调节磁控管的输入功率为每工频周期增加10至500瓦。
4.根据权利要求2所述的变频微波炉电源自适应起动方法，其特征在于，输入电流的设定值为0.7A至3.4A，输入功率的设定值为150W至750W。
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