CN102548077B - 一种微波炉电源功率调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波炉电源功率调整方法，包括调脉冲频率与调脉冲宽度相结合的方式，谐振半桥的上管和下管的驱动电平在时序上互补，脉宽不等。本发明降低了轻载条件下变换器的增益，改善了轻载条件下的功率调整性能。
Description
[技术领域]
本发明涉及变频微波炉，尤其涉及一种微波炉电源的功率调整方法。
[背景技术]
变频微波炉以其能效高，单位时间内加热均匀而受到了越来越多的用户的青睐.与传统的微波炉电源相比，变频微波炉电源采用了功率在一定范围内连续可调的开关电源代替了输出功率无法连续调整的工频变压器。
但现有的微波炉电源也有其不足，微波炉变频电源由谐振半桥构成，如图1所示，H为上管驱动时序图，L为下管驱动时序图，图中t1-t2、t3-t4、t5-t6、t7-t8为死区时间，t2-t3、t6-t7为上管开通时间，t4-t5、t8-t9为下管开通时间，振半桥的上管和下管的驱动电平不仅在时序上互补。而且时宽相等，即上管的开通时间等于下管的开通时间。这种单一的调频控制方式决定了电路在宽电压范围内工作时设计复杂，无法在轻载时连续工作。其功率调节范围有限，只能在半载到满载之间连续可调，在半载以下，其功率调整与传统微波炉电源类似，只能通过设置开停机的时间来获得所需的功率。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种电路结构简单、轻载功率能够连续可调的微波炉电源功率调整方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种微波炉电源功率调整方法，包括调脉冲频率与调脉冲宽度相结合的方式，谐振半桥的上管和下管的驱动电平在时序上互补，脉宽不等。
以上所述的微波炉电源功率调整方法，所述的上管和下管中，一个功率管的占空比在20-50％之间变化，另一个功率管的占空比的在80-50％之间变化。
以上所述的微波炉电源功率调整方法，微处理器根据预存的功率/占空比对应数据表对功率管的占空比进行调整，所述的功率/占空比对应数据表存储有微波炉与每1个功率段对应的占空比数值。
以上所述的微波炉电源功率调整方法，所述的调整微波炉电源包括：功率信号基准单元、误差信号单元、脉冲调频调宽单元和谐振半桥：
功率信号基准单元读取控制板发出来的功率基准信号，并转换成脉宽调制单元能识别的控制信号；
误差信号单元将变频电源板实际输入或输出的功率与控制板发出来的功率基准信号相比较，产生误差信号，此误差信号输入脉冲调频调宽单元，用来调整脉冲的频率；
脉冲调频调宽单元将功率信号基准单元发来的代表不同功率等级的控制信号转换成相应的脉宽信息，并将误差信号单元的误差信号转换为相应的调频信号，输出的脉冲宽度与功率设定等级相对应，脉冲频率与瞬时功率或电压或电流相关的调频调宽信号；
谐振半桥将脉冲调频调宽单元送来的控制信号分离，放大，控制正确的相位关系，并驱动上下桥，在变压器的输出端输出设定的功率。
本发明谐振半桥的上管和下管的驱动电平在时序上互补，脉宽不等，降低了轻载条件下变换器的增益，改善了轻载条件下的功率调整性能。
[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是现有技术微波炉电源上下管驱动时序图。
图2是本发明实施例微波炉电源上下管驱动时序图。
图3是本发明实施例微波炉电源控制电路的原理框图。
图4是本发明实施例微波炉电源输入电压在1π范围内的增益曲线图。
图5是本发明实施例微波炉电源不同输出功率下的增益曲线对比图。
图6是图5图线相交部位的局部放大图。
[具体实施方式]
微波炉变频电源在大部分情况下为一单级谐振变换器，既要满足输出设定的功率来驱动微波管的需求，这相当于一个DC/DC变换器；又要满足一定的谐波的要求，以减少对电网的污染，这相当于一个PFC电路。微波炉变频电源其在电网输入的整个正弦波的电压范围内均要求变换器能正常工作并在大部分的范围内输出相应的功率，且微波管的工作电压相对固定。这就需要变换器在整个正弦波电压范围内有与之相对应的增益，如附图4所示。
当变换器工作在不同的输出功率条件下，增益也相对发生变化，轻载时增益较大，而重载时增益会相对下降，但变换器只能在一定的频率范围内工作，
附图5为变换器输出为200W与1000W时的增益对比。从图中可以看出，当过了谐振频率fo(即图中增益为1的点)，增益变化非常缓慢，特别是在轻载条件下尤为突出，为了得到0.1的增益变化量，在轻载时，频率需要变化10KHZ以上，如附图6所示。但是变换器的频率受限于元器件不可能无限升高，因此会造成轻载时功率失控。
本发明的实施例采用调脉冲频率与调脉冲宽度相结合的方式，如图2所示，H为上管驱动时序图，L为下管驱动时序图，图中t1-t2、t3-t4、t5-t6、t7-t8为死区时间，t2-t3、t6-t7为上管开通时间，t4-t5、t8-t9为下管开通时间，振半桥的上管和下管的驱动电平不仅在时序上互补，而且脉宽不等。
在上管和下管中，一个功率管的占空比可以在20-50之间变化，另一个功率管的占空比可以在80-50％之间变化。
微处理器根据预存的功率/占空比对应数据表对功率管的占空比进行调整，功率/占空比对应数据表存储有微波炉与每1个功率段对应的占空比数值。
调整微波炉电源包括：功率信号基准单元、误差信号单元、脉冲调频调宽单元和谐振半桥。
功率信号基准单元读取微波炉控制面板发出来的功率基准信号，并转换成脉宽调制单元能识别的数字控制信号；
误差信号单元将变频电源实际输入或输出的功率与控制板发出来的功率基准信号相比较，产生误差信号，此误差信号输入脉冲调频调宽单元，用来调整脉冲的频率；
脉冲调频调宽单元将功率信号基准单元发来的代表不同功率等级的控制信号根据上述的功率/占空比对应数据表转换成相应的脉宽信息，并将误差信号单元的误差信号转换为相应的调频信号经数字化控制环路(PI环路)转换为相应的调频信号(PI环路为现有技术，可参阅《先进PID控制及其MATLAB仿真》，刘金琨著)；输出脉冲宽度与功率设定等级相对应，脉冲频率与瞬时功率或电压或电流相关的调频调宽信号。
谐振半桥将脉冲调频调宽单元送来的控制信号分离，放大，控制正确的相位关系，并驱动上下桥，在变压器的输出端输出设定的功率。
本发明的变换器当设定功率下降时，如图2所示，缩小一个功率管的占空比，同时放大另一个功率管的占空比，限制了流入变换器的能量，增益得到控制，从附图6中可以看到，变换器在低功率运行时，减小占空比后，增益曲线非常接近原满载时增益曲线，也就是说，在同等的频率变化范围内，输出功率得到了有效的控制，输出功率连续可调。
Claims (3)
1.一种微波炉电源功率调整方法，其特征在于，包括调脉冲频率与调脉冲宽度相结合的方式，谐振半桥的上管和下管的驱动电平在时序上互补，脉宽不等；占空比受控于功率指令，当功率指令不变时占空比维持不变；
所述的微波炉电源包括：功率信号基准单元、误差信号单元、脉冲调频调宽单元和谐振半桥：
功率信号基准单元读取控制板发出来的功率基准信号，并转换成脉宽调制单元能识别的控制信号；
误差信号单元将变频电源实际输入或输出的功率与控制板发出来的功率基准信号相比较，产生误差信号，此误差信号输入脉冲调频调宽单元，用来调整脉冲的频率；
脉冲调频调宽单元将功率信号基准单元发来的代表不同功率等级的控制信号根据功率/占空比对应数据表转换成相应的脉宽信息，并将误差信号单元的误差信号经数字化控制环路转换为相应的调频信号，输出脉冲宽度与功率设定等级相对应，脉冲频率与瞬时功率或电压或电流相关的调频调宽信号；
谐振半桥将脉冲调频调宽单元送来的控制信号分离，放大，控制正确的相位关系，并驱动上下桥，在变压器的输出端输出设定的功率。
2.根据权利要求1所述的微波炉电源功率调整方法，其特征在于，所述的上管和下管中，一个功率管的占空比在20-50％之间变化，另一个功率管的占空比的在80-50％之间变化。
3.根据权利要求1所述的微波炉电源功率调整方法，其特征在于，微处理器根据预存的功率/占空比对应数据表对功率管的占空比进行调整，所述的功率/占空比对应数据表存储有微波炉与每1个功率段对应的占空比数值。
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