基于全橋逆變電路的野外用微波爐

摘要：根據在野外使用微波爐的需求，采用直流供電、全橋逆變、高頻升壓的方式設計了一種新型野外用微波爐。采用UCC3895作為移相控制芯片驅動(dòng)全橋逆變電路，同時(shí)具有過(guò)流、過(guò)壓保護電路，可有效確保磁控管的穩定運行。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(méi)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，且電池利用率相對不高等問(wèn)題?，F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計方案，可以解決野外工作者和戶(hù)外游玩者的飲食加熱問(wèn)題。

1 野外微波爐整體設計
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、風(fēng)扇電機、轉盤(pán)電機；照明燈采用DC 24 V供電。正常工作時(shí)，通過(guò)移相控制電路、驅動(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(guò)高頻變壓器升壓獲得2 000 V的高頻電壓，最后經(jīng)過(guò)倍壓整流得到4 000 V的負向直流電壓接到磁控管陰極。另外，為提高系統穩定性，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定在3 800～4 200 V范圍內。電路中，采用UCC3895來(lái)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)現功率器件開(kāi)關(guān)狀態(tài)的零電壓切換。同時(shí)UCC3895還具有過(guò)流欠壓保護等功能。與傳統由直流電源逆變?yōu)?20V供電的微波爐比較，具有變壓器體積小，重量輕，整機成本低的特點(diǎn)，尤其轉換效率得到了較大提高。

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

2 逆變電路的設計
2．1 移相控制電路的設計
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，還增加了自適應死區設置，既可工作于電壓模式，也可工作于電流模式，具有完善的過(guò)流、過(guò)壓、欠壓保護和軟啟動(dòng)模式，性能優(yōu)越。其中，利用電流互感器，將磁控管電流信號經(jīng)引腳CS，引腳ADS與引腳RAMP分別輸至電流檢測及過(guò)電流比較器，自適應延時(shí)設定放大器和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)現電壓反饋控制功能。