一種微波爐電源功率調整方法
2023-10-08 12:58:34 1
專利名稱：一種微波爐電源功率調整方法
一種微波爐電源功率調整方法本發明涉及變頻微波爐，尤其涉及一種微波爐電源的功率調整方法。 [背景技術]變頻微波爐以其能效高，單位時間內加熱均勻而受到了越來越多的用戶的青睞.與傳統的微波爐電源相比，變頻微波爐電源採用了功率在一定範圍內連續可調的開關電源代替了輸出功率無法連續調整的工頻變壓器。但現有的微波爐電源也有其不足，微波爐變頻電源由諧振半橋構成，如
圖1所示， H為上管驅動時序圖，L為下管驅動時序圖，圖中tl-t2、t3-t4、t5-t6、t7-t8為死區時間， t2-t3、t6-t7為上管開通時間，t4-t5,t8-t9為下管開通時間，振半橋的上管和下管的驅動電平不僅在時序上互補。而且時寬相等，即上管的開通時間等於下管的開通時間。這種單一的調頻控制方式決定了電路在寬電壓範圍內工作時設計複雜，無法在輕載時連續工作。其功率調節範圍有限，只能在半載到滿載之間連續可調，在半載以下，其功率調整與傳統微波爐電源類似，只能通過設置開停機的時間來獲得所需的功率。本發明要解決的技術問題是提供一種電路結構簡單、輕載功率能夠連續可調的微波爐電源功率調整方法。為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是，一種微波爐電源功率調整方法，包括調脈衝頻率與調脈衝寬度相結合的方式，諧振半橋的上管和下管的驅動電平在時序上互補，脈寬不等。以上所述的微波爐電源功率調整方法，所述的上管和下管中，一個功率管的佔空比在20-50%之間變化，另一個功率管的佔空比的在80-50%之間變化。以上所述的微波爐電源功率調整方法，微處理器根據預存的功率/佔空比對應數據表對功率管的佔空比進行調整，所述的功率/佔空比對應數據表存儲有微波爐與每1個功率段對應的佔空比數值。以上所述的微波爐電源功率調整方法，所述的調整微波爐電源包括功率信號基準單元、誤差信號單元、脈衝調頻調寬單元和諧振半橋功率信號基準單元讀取控制板發出來的功率基準信號，並轉換成脈寬調製單元能識別的控制信號；誤差信號單元將變頻電源板實際輸入或輸出的功率與控制板發出來的功率基準信號相比較，產生誤差信號，此誤差信號輸入脈衝調頻調寬單元，用來調整脈衝的頻率；脈衝調頻調寬單元將功率信號基準單元發來的代表不同功率等級的控制信號轉換成相應的脈寬信息，並將誤差信號單元的誤差信號轉換為相應的調頻信號，輸出的脈衝寬度與功率設定等級相對應，脈衝頻率與瞬時功率或電壓或電流相關的調頻調寬信號；諧振半橋將脈衝調頻調寬單元送來的控制信號分離，放大，控制正確的相位關係，並驅動上下橋，在變壓器的輸出端輸出設定的功率。本發明諧振半橋的上管和下管的驅動電平在時序上互補，脈寬不等，降低了輕載條件下變換器的增益，改善了輕載條件下的功率調整性能。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖1是現有技術微波爐電源上下管驅動時序圖。圖2是本發明實施例微波爐電源上下管驅動時序圖。圖3是本發明實施例微波爐電源控制電路的原理框圖。圖4是本發明實施例微波爐電源輸入電壓在1 π範圍內的增益曲線圖。圖5是本發明實施例微波爐電源不同輸出功率下的增益曲線對比圖。圖6是圖5圖線相交部位的局部放大圖。微波爐變頻電源在大部分情況下為一單級諧振變換器，既要滿足輸出設定的功率來驅動微波管的需求，這相當於一個DC/DC變換器；又要滿足一定的諧波的要求，以減少對電網的汙染，這相當於一個PFC電路。微波爐變頻電源其在電網輸入的整個正弦波的電壓範圍內均要求變換器能正常工作並在大部分的範圍內輸出相應的功率，且微波管的工作電壓相對固定。這就需要變換器在整個正弦波電壓範圍內有與之相對應的增益，如附圖4所
7J\ ο當變換器工作在不同的輸出功率條件下，增益也相對發生變化，輕載時增益較大， 而重載時增益會相對下降，但變換器只能在一定的頻率範圍內工作，附圖5為變換器輸出為200W與1000W時的增益對比。從圖中可以看出，當過了諧振頻率fo (即圖中增益為1的點)，增益變化非常緩慢，特別是在輕載條件下尤為突出，為了得到0. 1的增益變化量，在輕載時，頻率需要變化10KHZ以上，如附圖6所示。但是變換器的頻率受限於元器件不可能無限升高，因此會造成輕載時功率失控。本發明的實施例採用調脈衝頻率與調脈衝寬度相結合的方式，如圖2所示，H為上管驅動時序圖，L為下管驅動時序圖，圖中tl-t2、t3-t4、t5-t6、t7-t8為死區時間，t2_t3、 t6-t7為上管開通時間，t4-t5,t8-t9為下管開通時間，振半橋的上管和下管的驅動電平不僅在時序上互補，而且脈寬不等。在上管和下管中，一個功率管的佔空比可以在20-50之間變化，另一個功率管的佔空比可以在80-50%之間變化。微處理器根據預存的功率/佔空比對應數據表對功率管的佔空比進行調整，功率 /佔空比對應數據表存儲有微波爐與每1個功率段對應的佔空比數值。調整微波爐電源包括功率信號基準單元、誤差信號單元、脈衝調頻調寬單元和諧振半橋。功率信號基準單元讀取微波爐控制面板發出來的功率基準信號，並轉換成脈寬調製單元能識別的數字控制信號；誤差信號單元將變頻電源實際輸入或輸出的功率與控制板發出來的功率基準信號相比較，產生誤差信號，此誤差信號輸入脈衝調頻調寬單元，用來調整脈衝的頻率；脈衝調頻調寬單元將功率信號基準單元發來的代表不同功率等級的控制信號根據上述的功率/佔空比對應數據錶轉換成相應的脈寬信息，並將誤差信號單元的誤差信號轉換為相應的調頻信號經數位化控制環路(PI環路)轉換為相應的調頻信號(PI環路為現有技術，可參閱《先進PID控制及其MATLAB仿真》，劉金琨著)；輸出脈衝寬度與功率設定等級相對應，脈衝頻率與瞬時功率或電壓或電流相關的調頻調寬信號。諧振半橋將脈衝調頻調寬單元送來的控制信號分離，放大，控制正確的相位關係， 並驅動上下橋，在變壓器的輸出端輸出設定的功率。本發明的變換器當設定功率下降時，如圖2所示，縮小一個功率管的佔空比，同時放大另一個功率管的佔空比，限制了流入變換器的能量，增益得到控制，從附圖6中可以看到，變換器在低功率運行時，減小佔空比後，增益曲線非常接近原滿載時增益曲線，也就是說，在同等的頻率變化範圍內，輸出功率得到了有效的控制，輸出功率連續可調。
權利要求
1.一種微波爐電源功率調整方法，其特徵在於，包括調脈衝頻率與調脈衝寬度相結合的方式，諧振半橋的上管和下管的驅動電平在時序上互補，脈寬不等。
2.根據權利要求1所述的微波爐電源功率調整方法，其特徵在於，所述的上管和下管中，一個功率管的佔空比在20-50 %之間變化，另一個功率管的佔空比的在80-50 %之間變化。
3.根據權利要求1所述的微波爐電源功率調整方法，其特徵在於，微處理器根據預存的功率/佔空比對應數據表對功率管的佔空比進行調整，所述的功率/佔空比對應數據表存儲有微波爐與每1個功率段對應的佔空比數值。
4.根據權利要求1所述的微波爐電源功率調整方法，其特徵在於，所述的調整微波爐電源包括功率信號基準單元、誤差信號單元、脈衝調頻調寬單元和諧振半橋功率信號基準單元讀取控制板發出來的功率基準信號，並轉換成脈寬調製單元能識別的控制信號；誤差信號單元將變頻電源實際輸入或輸出的功率與控制板發出來的功率基準信號相比較，產生誤差信號，此誤差信號輸入脈衝調頻調寬單元，用來調整脈衝的頻率；脈衝調頻調寬單元將功率信號基準單元發來的代表不同功率等級的控制信號轉換成相應的脈寬信息，並將誤差信號單元的誤差信號轉換為相應的調頻信號，輸出脈衝寬度與功率設定等級相對應，脈衝頻率與瞬時功率或電壓或電流相關的調頻調寬信號；諧振半橋將脈衝調頻調寬單元送來的控制信號分離，放大，控制正確的相位關係，並驅動上下橋，在變壓器的輸出端輸出設定的功率。
全文摘要
本發明公開了一種微波爐電源功率調整方法，包括調脈衝頻率與調脈衝寬度相結合的方式，諧振半橋的上管和下管的驅動電平在時序上互補，脈寬不等。本發明降低了輕載條件下變換器的增益，改善了輕載條件下的功率調整性能。
文檔編號H05B6/68GK102548077SQ201210011298
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者官繼紅, 桂成才 申請人:深圳麥格米特電氣股份有限公司