驱动一个磁控管的适配电路及电源电路的制作方法

本实用新型属于磁控管驱动器和磁控管电源领域领域，具体而言，涉及一种用于适配多个开关电源驱动一个磁控管的适配电路。

背景技术：

在上世纪八十年代，微波炉厂家开发了几种用于驱动磁控管的高压开关电源。这些用于民用微波炉的开关电源结构非常简单，采用单一变压器来驱动磁控管的阳极和灯丝以达到最低的成本。

今天，这种微波炉专用的开关电源(下简称微波炉电源)被广泛使用于许多商用和工业的磁控管驱动应用中。由于微波炉电源被多个厂家实施大批量生产，其产品的性价比非常高，可靠性优异也已在众多应用领域得到证明。因此，一个快速且经济的途径是：以微波炉电源为基本组件，用两个或更多的微波炉电源结合起来去驱动一个更大功率的磁控管。

微波炉电源是被设计来驱动家用微波炉中的磁控管，其输出功率在900瓦到1500瓦的范围内，磁控管阳极电压4.2千伏，灯丝电压3.3伏。当用微波炉电源来驱动一个较大功率的磁控管时(如1800瓦的功率，阳极电压4.2千伏，灯丝电压4.8伏。)，简单地把两个或多个电源并联在一起将不能正确工作，因为微波炉电源的3.3伏灯丝驱动电压低于磁控管的4.8伏工作电压。因此，在不改变微波炉电源产品的前提下，需要一个外接电路来匹配从3.3伏到4.8伏的灯丝电压差。

在初始的微波炉电源中，用于驱动磁控管灯丝的次级绕组只是一个没有任何附加电路的线圈，在灯丝回路的驱动电流是高频交流电。为了延长磁控管灯丝的寿命，一个整流滤波电路被加入到灯丝线圈的输出端把灯丝驱动电流变为直流电流。这样，初始的微波炉电源变为改进微波炉电源。图1示例了改进微波炉电源中主变压器的次级绕组及附加电路。高压输出电路12有一个正极输出线16和一个负极输出线18，灯丝输出电路14有一个正极输出线20和一个负极输出线22。高压输出电路12和灯丝输出电路14中的次级线圈共用变压器的同一个铁氧体磁芯10。高压输出电路12的正极输出线16接地，负极输出线18与灯丝输出电路14的负极输出线22连接在一起。这样，输出线20和22成为两个高压引出端来提供驱动磁控管的直流灯丝电流和负极性的直流高压电流。其中正引出端20作为正极提供灯丝电流，负引出端22作为负极同时承载灯丝电流和高压阳极电流。由于高压输出电路12只含一个简单的电容滤波电路，所以在高压回路电流上的高频分量非常大。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有的改进微波炉电源中高频分量非常大的问题，提出了一种用于适配多个开关电源驱动一个磁控管的适配电路，所述适配电路包括：

输入端口，所述输入端口包括第一输入端，第二输入端；

输出端口，所述输出端口包括第一输出端，第二输出端；

变压器，所述变压器包括第一初级线圈，第二初级线圈，第三中心抽头次级线圈，和一个铁氧体磁芯；

第一肖特基二极管，第二肖特基二极管，第一电感，第二电感和无极性电容；

其中，

所述变压器的第一初级线圈和所述第一电感以串联的方式相连接在一起，然后连接所述第一输入端和所述第一输出端之间；

所述变压器的第二初级线圈连接在所述第二输入端和所述第二输出端之间；

所述变压器的第一初级线圈和第二初级线圈的极性在连接于输入端口一侧是相同的；

所述变压器的第三中心抽头次级线圈与所述第一肖特基二极管和所述第二肖特基二极管形成一个全波整流器，所述全波整流器和所述第二电感以串联的方式相连接在一起，然后连接在所述第一输出端和所述第二输出端之间；

所述无极性电容连接在所述第一输出端和所述第二输出端之间。

进一步地，所述第一初级线圈和第二初级线圈围绕所述铁氧体磁芯的缠绕方向和匝数完全相同。

进一步地，

所述第一初级线圈包括第一引出线和第二引出线；

所述第二初级线圈包括第三引出线和第四引出线；

所述第三中心抽头次级线圈包括第五引出线，中心抽头和第六引出线，所述中心抽头位于第五引出线和第六引出线之间；

所述第一引出线与所述第一输入端连接，所述第二引出线通过所述第一电感与所述第一输出端连接。

或者，所述第一引出线通过所述第一电感与所述第一输入端连接，所述第二引出线与所述第一输出端连接；

所述第三引出线与所述第二输入端连接，所述第四引出线与所述第二输出端连接；

所述第五引出线和第六引出线分别与所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管的相同极性端相连，所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管的另一极性端连接在一起作为所述全波整流器的第一极，所述中心抽头作为所述全波整流器的第二极。

进一步地，

所述全波整流器的正极通过所述第二电感与所述第一输出端连接，所述全波整流器的负极与所述第二输出端连接；

或者，所述全波整流器的正极与所述第一输出端连接，所述全波整流器的负极通过所述第二电感与所述第二输出端连接。

还提供一种电源电路，包括多个改进微波炉电源，还包括上述的用于适配多个开关电源驱动一个磁控管的适配电路。

进一步地，所述适配电路有多个，所述改进微波炉电源的高压输出端分别连接一个所述适配电路，多个所述适配电路之间并联连接共同驱动一个磁控管。

进一步地，改进微波炉电源的数量为两个及两个以上。

本实用新型通过改变变压器中原级线圈和次级线圈的匝数和匝数比，一个对灯丝驱动电流的正确补偿量从阳极回路被转换到灯丝回路，增强了改进微波炉电源的灯丝驱动电流，使之符合驱动工业磁控管的高灯丝电流之需要。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1为改进微波炉电源中主变压器的次级绕组及附加电路；

图2为两个改进微波炉电源经过适配电路连接在一起驱动一个磁控管的示意图。

图3为本实用新型中的适配电路的基本结构示意图；

图4为本实用新型中的适配电路的等效结构示意图；

图5为本实用新型中的适配电路的另一种等效结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图2为两个改进微波炉电源的高压端通过适配电路连接在一起驱动一个磁控管32。图中的改进微波炉电源a24和改进微波炉电源b26为两个相同型号的专用开关电源，适配电路a28和适配电路b30也完全相同。改进微波炉电源a24中的用于驱动磁控管灯丝的两个引出端20和22通过线34和36分别连接到适配电路a28的输入端口的正极输入端in+和负极输入端in-，改进微波炉电源b26的用于驱动磁控管灯丝的两个引出端20和22通过线38和40分别连接到适配电路b30的输入端口的正极输入端in+和负极输入端in-。适配电路a28和适配电路b30的输出正极out+和输出负极out-分别连接在一起，即适配电路a28的正输出线out+42与适配电路b30的正输出线out+46相连接，然后作为驱动磁控管32的一个高压输入线50；适配电路a28的负输出线out-44与适配电路b30的负输出线out-48相连接，然后作为驱动磁控管32的另一个高压输入线52。磁控管，改进微波炉电源a和改进微波炉电源b的接地端分别通过线54,56和58接地形成阳极返回回路。适配电路a28和适配电路b30为高压端电路，没有任何接地连接。

图3为适配电路的基本结构，是由一个高频变压器74，两个肖特基二极管64，两个电感60和62及一个电容92构成的。高频变压器74含一个铁氧体磁芯76，两个初级线圈82和84及一个中心抽头的次级线圈86。其中，两个初级线圈82和84是把两条相同长度的绕线放在一起环绕铁氧体磁芯76绕相同的圈数。当输入端78和80由一个改进微波炉电源供电时，灯丝电流if施加于正极输入端in+78，电流的方向指向右边如箭头所示；灯丝电流返回和阳极电流if+ia经过负极输入端in-80，电流的方向指向左边如箭头96所示。灯丝电流经过初级线圈82和电感62到达正极输出端out+88，经过连接于输出端out+88和out-90之间的磁控管灯丝，然后从负极输出端out-90经过线68和初级线圈84返回到负极输入端in-80。结果，流经初级线圈82和84的灯丝电流方向相反，互相抵消不产生任何磁场。只有流经初级线圈84的磁控管阳极电流在铁氧体芯76中产生磁场，因此阳极回路电流中的高频分量在中心抽头的次级线圈86上被转化为电流。改变初级线圈82和84对次级线圈86的匝数比，可以在次级线圈86上得到不同数值的电流。两个肖特基二极管64把从中心抽头次级线圈输出的高频交流电流整流为直流，中心抽头次级线圈与两个肖特基二极管64形成一个全波整流器。经整流后的直流源，正极(全波整流器的正极)通过线66连接到电感60的一端，负极(全波整流器的负极)通过线72连接到负输出端out-90。电感60和电容92为lc滤波器，经过lc滤波后，在正极输出端out+88得到平滑的脉动直流。所以，流过磁控管灯丝的总电流为从改进微波炉电源提供的灯丝电流if94和由适配电路次级线圈86转换来的电流ic98的叠加之和。另外，电感62与初级线圈82串联一起连接在正输入端in+78和正输出端out+88之间，电感62与电容92组成lc滤波器来平滑从改进微波炉电源输出的灯丝电流if94。

图4示例了一种适配电路的等效结构。与图3的基本结构的差别是：两个肖特基二极管的极性反转它们的阳极都连接到负极输出端out-。次级线圈的中心抽头经过一个电感连到正极输出端out+。

图5示例了另一种适配电路的等效结构。与图3的基本结构的差别是：两个电感分别与铁氧体变压器的原级线圈和次级线圈调换，这在对应的回路中是串联等效的。

任何用图3，图4和图5进行局部的调换或组合生成变化的等效串联或并联电路也被视为适配电路的等效结构。

总结下来，本实用新型提供了一种适配电路，该适配电路把两个或更多个改进低功率微波炉开关电源连接起来驱动一个更大功率的磁控管。该电路中有一个铁氧体磁芯的变压器，变压器的原级线圈串联接入到磁控管的阳极回路，变压器的次级线圈连接整流滤波电路后并联接入到磁控管的灯丝回路。这样，每个电源的阳极回路中的部分高频电流分量被转换为灯丝回路中的电流。通过改变原级线圈和次级线圈的匝数和匝数比，一个对灯丝驱动电流的正确补偿量从阳极回路被转换到灯丝回路，增强了改进微波炉电源的灯丝驱动电流，使之符合驱动工业磁控管的高灯丝电流之需要。

具体地，所述适配电路包括：

输入端口，所述输入端口包括第一输入端，第二输入端；

输出端口，所述输出端口包括第一输出端，第二输出端；

变压器，所述变压器包括第一初级线圈，第二初级线圈，第三中心抽头次级线圈，和一个铁氧体磁芯；

第一肖特基二极管，第二肖特基二极管，第一电感，第二电感和无极性电容；

其中，

所述变压器的第一初级线圈和所述第一电感以串联的方式相连接在一起，然后连接所述第一输入端和所述第一输出端之间；

所述变压器的第二初级线圈连接在所述第二输入端和所述第二输出端之间；

所述变压器的第一初级线圈和第二初级线圈的极性在连接于输入端口一侧是相同的；

所述变压器的第三中心抽头次级线圈与所述第一肖特基二极管和所述第二肖特基二极管形成一个全波整流器，所述全波整流器和所述第二电感以串联的方式相连接在一起，然后连接在所述第一输出端和所述第二输出端之间；

所述无极性电容连接在所述第一输出端和所述第二输出端之间。

进一步地，所述第一初级线圈和第二初级线圈围绕所述铁氧体磁芯的缠绕方向和匝数完全相同。

进一步地，

所述第一初级线圈包括第一引出线和第二引出线；

所述第二初级线圈包括第三引出线和第四引出线；

所述第三中心抽头次级线圈包括第五引出线，中心抽头和第六引出线，所述中心抽头位于第五引出线和第六引出线之间；

所述第一引出线与所述第一输入端连接，所述第二引出线通过所述第一电感与所述第一输出端连接。

或者，所述第一引出线通过所述第一电感与所述第一输入端连接，所述第二引出线与所述第一输出端连接；

所述第三引出线与所述第二输入端连接，所述第四引出线与所述第二输出端连接；

所述第五引出线和第六引出线分别与所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管的相同极性端相连，所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管的另一极性端连接在一起作为所述全波整流器的第一极，所述中心抽头作为所述全波整流器的第二极。

进一步地，

所述全波整流器的正极通过所述第二电感与所述第一输出端连接，所述全波整流器的负极与所述第二输出端连接；

或者，所述全波整流器的正极与所述第一输出端连接，所述全波整流器的负极通过所述第二电感与所述第二输出端连接。

还提供一种电源电路，包括多个改进微波炉电源，还包括上述的用于适配多个开关电源驱动一个磁控管的适配电路。

进一步地，所述适配电路有多个，所述改进微波炉电源的高压输出端分别连接一个所述适配电路，多个所述适配电路之间并联连接共同驱动一个磁控管。

进一步地，改进微波炉电源的数量为两个及两个以上。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。