15～20kw大功率微波電源的設(shè)計.pdf

1、由于微波技術(shù)的應用前景非常的廣泛,作為微波的電源系統(tǒng)的設(shè)計由此顯得更加重要。隨著微波技術(shù)在科研、工業(yè)、生活等各領(lǐng)域的廣泛深入的應用，而工藝要求也越來越高，高功率的穩(wěn)定微波電源必然會引起更多的關(guān)注。微波電源作為微波等離子體設(shè)備的重要組成部分，其穩(wěn)定性對微波等離子體技術(shù)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。所以，在微波等離子體技術(shù)的研究中，獲得一個穩(wěn)定的高功率微波電源是需要重點突破的方向。目前在該領(lǐng)域國內(nèi)外差距較大，國外已經(jīng)可以利用德國MUEGGE公司

2、生產(chǎn)的L波915MHZ的磁控管CWM-100L，可以設(shè)計出輸出功率最高100kW的微波電源，相比之下，國內(nèi)水平還只是停留在輸出功率20kW以下。在整個微波電源設(shè)備中，磁控管是最主要的電力電子器件，它是激發(fā)產(chǎn)生微波能的關(guān)鍵，其工作特性與處在正交電磁場空間下高頻二極管非常相似。在實際應用中，由于磁控管的工作條件極為苛刻，如果缺乏完善的控制方案，磁控管輸出功率會受到細微的陰極電壓或陽極電流波動而產(chǎn)生較大紋波系數(shù)的輸出功率。根據(jù)對實驗結(jié)果的分析

3、，我們發(fā)現(xiàn)在正常工作狀態(tài)下，陰極電壓較為穩(wěn)定，額可以認為是不變的恒值。但是將其作為常數(shù)的前提是要控制好磁控管閾值電壓的穩(wěn)定。根據(jù)這個原理，本文借助單片機 ATmega16L磁控管陽極電流調(diào)節(jié)的原理，從磁控管電壓入手，來提供穩(wěn)定電壓輸入；并且對磁控管陽極電流進行實時的檢測和計算。微波控制參數(shù)通過增量式 PI（比例-積分）調(diào)節(jié)算法計算而來。通過對實驗的監(jiān)測和計算，可以控制磁場電流的大小，從而使得大功率的微波電源能夠持續(xù)穩(wěn)定的運行。
　

4、　本文采用的是CK-611大功率磁控管，在文中對其運行特點做了系統(tǒng)的介紹。另一方面，結(jié)合當前常見的微波電源控制方案，本文通過分析對比后選擇了相對于這個磁控管適應性最好的方案，并對方案中各個功能電路部分的使用和調(diào)制方法進行了介紹和分析。通過橫向比較，對常見控制方案進行了總結(jié)，列出了各種控制方案的優(yōu)缺點。對微波電源控制系統(tǒng)進行了完善和改進，以及各功能模塊的硬件電路設(shè)計和軟件程序設(shè)計，最后還對整個微波源進行了多種后期調(diào)試。本文提供了制造20K