基于全橋逆變電路的野外用微波爐
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
2．3 全橋逆變主回路的設(shè)計(jì)
本文采用全橋逆變電路，如圖4所示。與半橋逆變相比，全橋逆變具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電壓利用率與可輸出功率高的特點(diǎn)。另外，在一般情況下，最大反向電壓不會(huì)超過(guò)電源電壓Vs，4個(gè)再生二極管能消除一部分由漏感產(chǎn)生的瞬間電壓。開(kāi)關(guān)管采用MOSFET，是因?yàn)槠渚哂袑?dǎo)通壓降小，開(kāi)關(guān)速度快，輸出功率大等特點(diǎn)。采用RC緩沖器可以在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)減小集電極電壓應(yīng)力，以防止開(kāi)關(guān)管因反壓過(guò)大而燒壞。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/179719.htm
選用RFP50N05L，TO-220AB封裝作為開(kāi)關(guān)管進(jìn)行計(jì)算。以開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通電阻Rds(on)=0．027 Ω，高頻變壓器效率η=0．9，輸入電壓Ui=24 V，磁控管功率Po=920 W，占空比D=0．5為例，得Ii=43．6 A，Vds(on)=43．6×0．027=1．17 V，Pds=1．17×43．6×2×0．5=51．3 W。
3 高頻變壓器設(shè)計(jì)
選擇開(kāi)關(guān)頻率為50 kHz，輸入電壓為22～26 V，額定輸入電壓Ui=24 V，輸出電壓Uo=2 000 V，輸出電流Io=300 mA，變壓器允許溫升為20℃，效率為80％。
(1)P1=Po／η=920／0．9=1 022 W。
由PQ磁芯資料選定A16鐵氧體材料EE55／55／21鐵芯，其Ae=354 mm2。
(2)因使用EE55／55／21的鐵芯，由參考圖可知，其生產(chǎn)廠家推薦的磁感應(yīng)強(qiáng)度峰值Bm在50 kHz時(shí)為90 mT，磁感應(yīng)密度增量△B=180mT= 0．18 T。
(3)在占空比為0．5時(shí)：
Ton(max)=0．51／50 000=10μs
原邊匝數(shù)：
Np=Vb×Ton／(△B×Ae)=24×10／(0．18×354)=4匝
(4)
其中：50 V為整流時(shí)，繞組的等壓降。
每匝的伏數(shù)=24／4=6 V
副邊匝數(shù)Ns=2 050／6=342匝
若忽略開(kāi)關(guān)損耗等，理論計(jì)算微波部分的總效率為：
4 測(cè)試方法與測(cè)試數(shù)據(jù)
采用FLUKE 15 B萬(wàn)用表三個(gè)，其中兩塊萬(wàn)用表接在磁控管的工作電路中。分別測(cè)量磁控管的陰極電壓、電流；另一塊接在高頻變壓器初級(jí)繞組上，用以測(cè)量初級(jí)電流。
測(cè)試條件是直流電壓Ui=24 V，測(cè)得變壓器初級(jí)電流Ii=55 A，磁控管陰極電壓Uo=4 kV，磁控管電流Io=280 mA，則全橋逆變轉(zhuǎn)換率：
5 結(jié)語(yǔ)
給出了一種新型直流供電的微波爐設(shè)計(jì)方案。采用全橋逆變與高頻升壓，有效地減小了微波爐的體積和重量，與采用逆變器加微波爐的工作方式相比，較大程度地提高了能源的利用率，更加符合野外微波爐的使用環(huán)境與特點(diǎn)。另外，通過(guò)合理配置變壓器參數(shù)，可以進(jìn)一步提高變壓器的效率，防止出現(xiàn)偏磁飽和等現(xiàn)象。通過(guò)調(diào)整控制回路的參數(shù)，可以進(jìn)一步穩(wěn)定輸出電壓，保證微波功率在合理范圍內(nèi)。
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評(píng)論