[发明专利]一种带有上拉有源钳位支路的微波炉磁控管电源控制方法

说明书

本发明属于电学技术领域，涉及一种带有上拉有源钳位支路的微波炉磁控管电源控制方法，先单片机程序初始化并接收对应微波火力组合及其相应作用时间；然后判断是否按下工作键，工作时通过恒功率控制对输出功率进行调节，先根据输出微波火力设定对应的功率；然后将检测到的电压、电流信号发送给单片机，单片机计算得出输入功率；最后通过比较输入功率与设定功率来调整电源装置的开关频率，同时通过单片机的控制调节使主开关管和辅助开关管均实现软开关控制，单片机在工作过程中时刻判断对应火力作用时间是否结束；其采用的电路结构简单，成本低，可靠性高，效率高，能在大范围和小范围精准改变输出电压和功率，应用前景广泛。

技术领域：

本发明属于电学技术领域，涉及一种带有源钳位电路的微波炉磁控管电源控制方法，特别是一种带有上拉有源钳位支路的微波炉磁控管电源控制方法。

背景技术：

目前，家用变频微波炉磁控管电源电路一般采用LLC谐振半桥逆变电路拓扑或LC谐振单管双极性逆变电路拓扑，前者存在着电路结构相对复杂，电源成本相对较高，桥臂上下开关管容易造成直通而烧坏等问题；后者虽然电路结构简单、成本低、效率高、可实现零电压开通和零电压关断控制等优点，但也存在着一些缺点，当微波炉输入电压为220V_ac/50Hz交流电时，微波炉在运行过程中开关管承受耐压高达1200V以上，致使开关管只能选用耐压较高的绝缘栅场效应晶体管(IGBT)，而为了线性调整磁控管的输出功率，需要IGBT单管的开关频率从20kHz到40kHz之间做变频调制，而当IGBT的开关频率大于25kHz以后，其损耗会随着开关频率的增加而增大，从而制约了开关频率的进一步提高，不能使电源装置的体积和成本进一步降低，不利于这种新型微波炉磁控管供电电源的推广应用。因此，设计一种新型的带有上拉有源钳位支路的微波炉磁控管电源控制方法很有应用开发价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，在变频微波炉磁控管电源用LC谐振单管双极性逆变电路拓扑中增加一条上拉有源钳位支路，该支路中包含一个辅助开关管，主开关管和辅助开关管的开关频率相同，均可实现软开关控制，且两管之间无直通问题，提高可靠性；而且在保持原有电路优点的情况下，使开关管耐压降低到原来的2/3，能够采用金属氧化物晶体管(MOSFET)作为开关管，开关频率可达100kHz以上，同时因辅助开关管导通时间短、功耗低，为减小电源的体积和重量、降低电源成本提供了技术方案。

为了实现上述目的，本发明采用带有上拉有源钳位支路的微波炉磁控管电源装置实现，具体控制过程包括以下步骤：

(1)电路上电，先单片机程序初始化，并接收由微波炉功能菜单或人工设定信号传来的对应微波火力组合及其相应作用时间；然后判断是否按下工作键，若没有按下工作键则进入待机状态并时刻检测是否按下工作键，若按下工作键则进入PWM(脉冲宽度调制)初始化；PWM初始化后，单片机根据微波火力组合及其相应作用时间设定各个微波火力所对应的开关频率和PWM信号，并首先输出微波火力组合中第一个微波火力对应的开关频率和PWM信号，此时电源装置开始工作；

(2)电源装置工作时，通过恒功率控制对输出功率进行调节，先根据输出微波火力设定对应的功率；然后通过输入电压电流检测电路将检测到的电压、电流信号发送给单片机，单片机通过计算输入电压、电流的乘积得出输入功率；最后通过比较输入功率与设定功率来调整电源装置的开关频率，若输入功率大于设定功率，则单片机通过增大开关频率来减小输出功率，若输入功率小于设定功率，则单片机通过减小开关频率来增大输出功率，实现电源装置的恒功率控制；同时，电源装置在工作过程中，通过单片机的控制调节使主开关管和辅助开关管均实现软开关控制，第一电压检测电路检测到钳位电容两端的电压增加时，单片机将辅助开关管的控制信号变为高电平，辅助开关管实现零电压开通；在当前主开关管驱动信号上升沿到来之前，第二电压检测电路检测主开关管漏源两端的电压值，若主开关管漏源两端的电压不为0，即没有实现零电压开通，则单片机减少主开关管的占空比，若主开关管漏源两端的电压为0，即实现零电压开通，则主开关管的占空比不变；