基于全橋逆變電路的野外用微波爐

摘要：根據(jù)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(qū)動全橋逆變電路，同時具有過流、過壓保護電路，可有效確保磁控管的穩(wěn)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要另加逆變控制器的麻煩，實現(xiàn)了野外微波爐的高效率、小型化和便捷化。
關鍵詞：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電源的場合，可以利用市面上已有的各種微波爐，但在沒有交流電源的地方，要使用微波爐，通常是要用一個大功率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，這會造成使用比較麻煩，且電池利用率相對不高等問題?，F(xiàn)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外游玩者的飲食加熱問題。

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，一體化定時火力選擇電機、風扇電機、轉(zhuǎn)盤電機；照明燈采用DC 24 V供電。正常工作時，通過移相控制電路、驅(qū)動電路和全橋逆變電路，將DC 24 V逆變?yōu)楦哳l方波電壓，再通過高頻變壓器升壓獲得2 000 V的高頻電壓，最后經(jīng)過倍壓整流得到4 000 V的負向直流電壓接到磁控管陰極。另外，為提高系統(tǒng)穩(wěn)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(wěn)定在3 800～4 200 V范圍內(nèi)。電路中，采用UCC3895來控制相位，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，從而實現(xiàn)功率器件開關狀態(tài)的零電壓切換。同時UCC3895還具有過流欠壓保護等功能。與傳統(tǒng)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，尤其轉(zhuǎn)換效率得到了較大提高。

在圖1中，S1為門第一聯(lián)鎖開關；S2為門第二聯(lián)鎖開關；S3為門監(jiān)控開關；S4為定時器開關；S5為火力選擇開關；S6為磁控管自復位熱斷路器；M1為一體化定時器火力選擇樣機；M2為風扇電機；M3為轉(zhuǎn)盤電機；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的改進型，除具有UCC3875功能外，還增加了自適應死區(qū)設置，既可工作于電壓模式，也可工作于電流模式，具有完善的過流、過壓、欠壓保護和軟啟動模式，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電流比較器，自適應延時設定放大器和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，從而實現(xiàn)電壓反饋控制功能。