基于全橋逆變電路的野外用微波爐

摘要：根據(jù)在野外使用微波爐的需求，采用直流供電、全橋逆變、高頻升壓的方式設(shè)計(jì)了一種新型野外用微波爐。采用UCC3895作為移相控制芯片驅(qū)動(dòng)全橋逆變電路，同時(shí)具有過流、過壓保護(hù)電路，可有效確保磁控管的穩(wěn)定運(yùn)行。該野外微波爐避免了家用微波爐采用直流電源供電時(shí)要另加逆變控制器的麻煩，實(shí)現(xiàn)了野外微波爐的高效率、小型化和便捷化。
關(guān)鍵詞：野外用微波爐；全橋逆變；移相PWM；直流供電

O 引言
在有交流220 V電源的場(chǎng)合，可以利用市面上已有的各種微波爐，但在沒有交流電源的地方，要使用微波爐，通常是要用一個(gè)大功率DC ／AC逆變器將蓄電池電源變成220 V交流電源，再供給微波爐使用，這會(huì)造成使用比較麻煩，且電池利用率相對(duì)不高等問題。現(xiàn)有產(chǎn)品缺少一種可以直接使用直流電源的微波爐。本文給出了一種采用直流電源供電的野外微波爐一體化設(shè)計(jì)方案，可以解決野外工作者和戶外游玩者的飲食加熱問題。

1 野外微波爐整體設(shè)計(jì)
圖1是野外用微波爐的原理框圖。其中，一體化定時(shí)火力選擇電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)、轉(zhuǎn)盤電機(jī)；照明燈采用DC 24 V供電。正常工作時(shí)，通過移相控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和全橋逆變電路，將DC 24 V逆變?yōu)楦哳l方波電壓，再通過高頻變壓器升壓獲得2 000 V的高頻電壓，最后經(jīng)過倍壓整流得到4 000 V的負(fù)向直流電壓接到磁控管陰極。另外，為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，將磁控管的陰極電壓引回到移相控制電路中形成閉環(huán)控制，使磁控管陰極電壓穩(wěn)定在3 800～4 200 V范圍內(nèi)。電路中，采用UCC3895來控制相位，利用功率MOS管的輸出電容和變壓器的漏電感作為諧振元件，從而實(shí)現(xiàn)功率器件開關(guān)狀態(tài)的零電壓切換。同時(shí)UCC3895還具有過流欠壓保護(hù)等功能。與傳統(tǒng)由直流電源逆變?yōu)?20V供電的微波爐比較，具有變壓器體積小，重量輕，整機(jī)成本低的特點(diǎn)，尤其轉(zhuǎn)換效率得到了較大提高。

在圖1中，S1為門第一聯(lián)鎖開關(guān)；S2為門第二聯(lián)鎖開關(guān)；S3為門監(jiān)控開關(guān)；S4為定時(shí)器開關(guān)；S5為火力選擇開關(guān)；S6為磁控管自復(fù)位熱斷路器；M1為一體化定時(shí)器火力選擇樣機(jī)；M2為風(fēng)扇電機(jī)；M3為轉(zhuǎn)盤電機(jī)；T為高頻升壓變壓器；MAG為磁控管。

2 逆變電路的設(shè)計(jì)
2．1 移相控制電路的設(shè)計(jì)
本文采用UCC3895作為移相控制芯片，電路如圖2所示。UCC3895是UCC3875的改進(jìn)型，除具有UCC3875功能外，還增加了自適應(yīng)死區(qū)設(shè)置，既可工作于電壓模式，也可工作于電流模式，具有完善的過流、過壓、欠壓保護(hù)和軟啟動(dòng)模式，性能優(yōu)越。其中，利用電流互感器，將磁控管電流信號(hào)經(jīng)引腳CS，引腳ADS與引腳RAMP分別輸至電流檢測(cè)及過電流比較器，自適應(yīng)延時(shí)設(shè)定放大器和PWM比較器。磁控管經(jīng)電阻分壓，TL-431和光電耦合器等饋送至SS／DISB，從而實(shí)現(xiàn)電壓反饋控制功能。