變頻微波爐電源用多輸出LLC諧振變換器開發(fā).pdf

1、在現(xiàn)代家庭中，微波爐已得到越來越多的使用。微波爐的效率、智能化及環(huán)保節(jié)能等方面的性能也越來越受到人們的重視。在設(shè)計微波爐的磁控管供電電源時，傳統(tǒng)的思路是使用兩套孤立的磁控管供電電源分別為磁控管的陰極和陽極供電，由于磁控管的陰極和陽極對地電壓均在幾千伏左右，因此需要提供兩套隔離系統(tǒng)隔離電壓，使得電路的復(fù)雜度和成本大幅度上升。此外，由于傳統(tǒng)的微波爐采用工頻變壓器升壓后半波倍壓整流的辦法為磁控管供電，存在功率不可調(diào)、效率低等缺陷。如果磁控管供

2、電電源能實現(xiàn)磁控管陰極陽極電壓多輸出、PID閉環(huán)反饋、零電壓開關(guān)等功能的話，將有效的克服上述缺陷，大大降低磁控管電源的復(fù)雜度和成本，提高微波爐的使用效率，提升微波電源的使用壽命。因此，本文對多輸出LLC諧振變換器及其閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)做了相關(guān)研究，提出了一種可實現(xiàn)磁控管陰極陽極電壓多輸出、磁控管功率輸出連續(xù)可調(diào)的微波電源設(shè)計方案。
　　本文以負(fù)載磁控管的工作特性及LLC諧振變換器的工作特性作為出發(fā)點，通過詳細(xì)的分析，提出了一種變頻L

3、LC諧振變換器PID控制閉環(huán)反饋微波爐用多輸出微波電源的設(shè)計方案，方案中采用兩級結(jié)構(gòu)加閉環(huán)反饋的設(shè)計，使用有源功率因數(shù)校正電路作為前級電路，使用軟開關(guān)多輸出變頻LLC諧振變換器與倍壓整流電路相結(jié)合的電路結(jié)構(gòu)作為后級電路，并在后級電路中加入了PID控制閉環(huán)反饋的設(shè)計。這種設(shè)計的微波電源大大優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計的線性不可調(diào)的微波電源，不僅能降低微波電源的復(fù)雜度和成本，還可提高微波爐的效率，增加電源的使用壽命等，實現(xiàn)了磁控管陰極陽極電壓多輸出及微波爐

4、輸出功率在線連續(xù)可調(diào)的功能。
　　首先，確定了多輸出LLC諧振變換器微波電源的主電路結(jié)構(gòu)，并對LLC諧振變換器的工作特性進(jìn)行了細(xì)致的分析計算，建立了等效模型并推導(dǎo)出直流電壓增益曲線，分析不同的電路參數(shù)對電壓增益的影響規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)對LLC諧振變換器對磁控管陰極陽極電壓多輸出做了可行性分析與計算。
　　其次，結(jié)合實際所需的設(shè)計要求，對微波爐磁控管電源主電路進(jìn)行詳細(xì)分析，對各個主要元器件進(jìn)行參數(shù)設(shè)計及優(yōu)化，并對主電路各個元器

5、件進(jìn)行了選型。
　　再次，為實現(xiàn)在線實時調(diào)節(jié)微波電源的功率輸出，結(jié)合LLC諧振變換器的等效電路模型，基于LLC諧振變換器的直流電壓增益曲線的特性，設(shè)計出以PWM脈沖發(fā)生器與PID控制器組成的PID控制反饋系統(tǒng)，并進(jìn)行參數(shù)整定。
　　最后，采用分段仿真的辦法，先利用SABER仿真軟件對前級有源功率因數(shù)校正電路進(jìn)行了建模仿真，再利用MATLAB軟件對LLC諧振變換器對磁控管陰極陽極電壓多輸出進(jìn)行仿真驗證，最后對系統(tǒng)的PID控制閉