[发明专利]一种输出功率连续线性可调的微波干燥系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波功率控制系统，特别是涉及一种输出功率连续线性可调的微波干燥系统。

背景技术

日常生活中人们常常使用微波炉加热、烹调和解冻食品，同时微波还有食具消毒杀菌、物品防蛀防霉、食物干燥脱水等诸多功能，用途十分宽广。传统家用微波炉的微波输出调节系统主要是在磁控管的微波输出功率一定的情况下，通过改变磁控管接通和断开电源时间的比例，来改变一段时间内的平均功率。例如，要得到额定功率一半的微波输出功率，就可以控制电源通断时间比为1:1。适当的控制磁控管工作时间和停止时间的比例，就可得到其他数值的平均功率输出。

专利(200920253620.0)公开了一种输出功率连续线性可调的小型微波干燥实验控制装置，通过倍压电路改变磁控管阴极高压，来改变其微波功率输出；专利(200520032775.3)公开了一种功率连续可调微波炉，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，对输出微波功率进行调节；专利(97220907.7)公开了一种连续功率可调式微波炉，通过三极管限流调压来控制微波的输出功率；专利(98123503.4)公开了一种数字控制功率连续可调微波炉，用一块智能调压电路板控制腔电压变压器的初级输入电压，从而使微波炉功率连续可调。目前功率可调微波系统普遍存在3个问题：灯丝和谐振腔极板共用一个变压器供电，在减少阳极变压器输出电压的同时，灯丝电压也会随之减少，容易使灯丝温度过低引起的“中毒”现象；通过晶闸管等改变输入电压的方法，一方面由于变压器的漏磁电感造成电流相位滞后容易发生失控，另一方面由于波形不完整会引入大量高频分量造成微波炉工作时抖动；不具备反馈控制的供电系统，在电网发生波动时会导致微波炉输出功率的不稳定。

鉴于以上原因，本发明提出了一种输出功率连续线性可调的微波干燥系统，通过独立的灯丝供电保证磁控管灯丝能正常发射电子，通过非线性校正保证控制信号与输出功率的线性关系，通过反馈来消除电网波动对输出功率的影响，通过自耦变压器调压保证输入电压波形不发生畸变，避免高频分量引发的变压器抖动。与现有技术相比，本发明能够达到线性输出要求，方便线性调节，电路简单，效果好，稳定性佳。便于整个干燥过程中的自动控制，大大提高了干燥过程中的品质。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述改进方法的不足和出现的一系列问题，提出了一种新的输出功率连续线性可调的微波干燥系统。

为了实现上述目的，输出功率连续线性可调的微波干燥系统由磁控管灯丝供电电路、电压-功率非线性校正以及带反馈控制的磁控管谐振腔供电电路3部分构成。

上述磁控管灯丝供电电路，由独立的灯丝变压器在输出端连接高压电容为灯丝供电，将磁控管中的灯丝和谐振腔极板分开供电，可防止在输出低功率时降低磁控管谐振腔极板电压引起的灯丝电压过低，避免灯丝温度过低引起的“中毒”现象。独立的灯丝变压器将市用的220V交流电降压到3.3V，为灯丝单独供电，使灯丝有持续的加热电压，保持灯丝的热度，便于激发电子，产生电磁场。

上述电压-功率非线性校正，通过构建V_c＝f(P)函数，根据加热过程中所需的微波功率密度对输入的控制信号V_c进行非线性校正，并将此信号送入反馈控制电路。

上述带反馈控制的磁控管谐振腔供电电路，由电压变送器、两个比较器、两个电磁继电器、伺服电动机组成，为具有反馈调节功能且波形不发生畸变的可调供电系统。首先系统通过电压变送器将自耦变压器输出0-300V的交流电线性转换成0-5V直流的弱电反馈信号，将该反馈信号和经过非线性校正后0-5V的控制信号同时送入双比较器控制电路，通过高速电压比较器LM319的比较运算控制电路中电磁继电器的动作，双比较器控制的两个电磁继电器动作实现伺服电机输入的正负极调换，控制伺服电动机的正反运转。伺服电动机的运转带动自耦变压器的电刷滑动，改变了自耦线圈的输入和输出的匝数比，改变了自耦变压器的输出电压，这个变化的输出电压经过升压变压器的升压后再经过二极管和电容的整流电路输出能够使谐振腔激发电子的工作电压，进而产生具有不同强度的电磁场，实现输出功率的连续线性可调。

附图说明

图1输出功率连续线性可调的微波干燥系统总图

图2输出功率连续线性可调的微波干燥系统反馈控制部分的详图