[发明专利]一种磁控管电源功率线性输出控制方法

说明书

本发明涉及磁控管电源技术领域，具体属于一种磁控管电源功率线性输出控制方法，包括磁控管驱动电源单元和信号处理控制单元，磁控管驱动电源单元包括EMI滤波电路、储能电容、隔离变压器、开关管、变压整流电路、辅助电源供电电路、驱动电路、微控制器电路和外部可调端口0‑5V信号及PLC信号，信号处理控制单元与外部可调端口0‑5V信号及PLC信号电连接。微控制器接收来自所述外部的0‑5V信号和PLC信号，将电压和通信信号转化为PWM从0‑100%的占空比，由于信号电压和占空比形成一对一的线性比例关系，微控制器将PWM信号传输给驱动电路，EMI滤波电路将交流输入电压整流滤波后向主功率回路供电，驱动电路通过驱动隔离变压器和开关管实现磁控管功率整流输出。

技术领域

本发明涉及磁控管电源技术领域，具体属于一种磁控管电源功率线性输出控制方法。

背景技术

目前磁控管和速调管是工业应用特别是微波加热领域使用的主要器件。馈能结构、波导元件、应用器、传感和控制、微波功率源等几个部分构成微波功率设备，其中微波功率源是用来产生微波的，它是整个微波功率设备中最重要的部件。微波功率设备的性能取决于微波功率源性能的优劣，因此改进微波功率源的生产技术对微波功率设备性能的提升具有重要的意义。微波功率源中磁控管的驱动电源直接决定着微波功率源性能的优劣。

传统的磁控管驱动采用工频变压器升压驱动输出，这种驱动虽然可以满足磁控管工作的要求，但功能单一性，效率低，功率不可调等因素制约，已经逐渐被新型高频开关电源所取代，高频开关电源可以实现，体积小，输出效率高，而且功率可调，成为市场应用的主流。设计一款性能更高而且输出线性连续功率可调成为研发工作的重点。目前控制策略不乏有软件控制，这种控制方法一般为软件控制芯片输出PFM脉冲波作为驱动信号，当微控制器接收到外部调制信号，软件将调整信号转化为PFM（脉冲频率调制）算法语言，输出作为变换器的驱动，达到控制功率的目的。软件控制策略多采用线性计算法和查表法，而硬件控制，常规上采用硬件控制芯片改变反馈引脚信号电压或者改变死区时间控制脚电压，达到改变驱动器输出PWM（脉冲脉宽调制）的目的，如TL494等。

本发明提出一种软件线性控制接收外部调制信号，转化为PWM脉冲，控制硬件电路工作的软件硬件相结合磁控管电源功率调制方法。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种磁控管电源功率线性输出控制方法，包括磁控管驱动电源单元和信号处理控制单元，磁控管驱动电源单元包括EMI滤波电路、储能电容、隔离变压器、开关管、变压整流电路、辅助电源供电电路、驱动电路、微控制器电路和外部可调端口0-5V信号及PLC信号，信号处理控制单元与磁控管驱动电源单元的外部可调端口0-5V信号及PLC信号电连接。微控制器接收来自外部的0-5V信号和PLC信号，将电压和通信信号转化为PWM 为0-100%的占空比，由于信号电压和占空比形成一对一的线性比例关系，微控制器输出PWM信号给驱动电路，EMI滤波电路将交流输入电压整流滤波后向主功率回路供电，驱动电路通过驱动隔离变压器和开关管实现整流输出。

优化的，微控制器采用PC100发送PWM脉冲给频率控制电路，PC100为线性光耦，频率控制电路跟随PWM脉冲实时的调整频率。

进一步的，硬件线路控制包括了隔离光耦PC100，基准电压源7.5V，降频电路和调频电路。

其中，T100 、ZD101、R120、C126构成了线性稳压电路，输出电压为7.5V；R145、T103、D108、R143、C125构成了降频电路，当电源PWM整流后的电压大于1.2V，电源功率频率瞬间被拉低到25Khz左右从55Khz；R133、C121、Q103、R140构成了压控电路，通过调整Q103栅极电压就可以线性的调整漏极阻抗。