一种家用微波炉变频电源控制系统的制作方法

文档序号:11235556阅读:1753来源:国知局
一种家用微波炉变频电源控制系统的制造方法与工艺

本发明涉及一种变频电源,具体是一种家用微波炉变频电源控制系统。



背景技术:

微波炉,顾名思义,就是用微波来煮饭烧菜的。微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具。微波是一种电磁波。微波炉由电源,磁控管,控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供大约4000伏高压,磁控管在电源激励下,连续产生微波,再经过波导系统,耦合到烹调腔内。在烹调腔的进口处附近,有一个可旋转的搅拌器,因为搅拌器是风扇状的金属,旋转起来以后对微波具有各个方向的反射,所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内,从而加热食物。

现有的微波炉大多使用普通电源控制,其电压频率固定,只能通过开/关的时间间隔长短来模拟控制,这样会出现被加热食品的某处被重复加热,而另一处却加热不足的不均匀现象,有待于改进。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种家用微波炉变频电源控制系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种家用微波炉变频电源控制系统,包括整流器、变频器、驱动电路、电流检测电路、电压检测电路、信号处理模块、i/o电路和保护电路,所述整流器的输入端与交流电相连接,整流器的输出端连接变频器,变频器的输出端连接微波炉,变频器还受到驱动电路的驱动信号控制,变频器和微波炉中间设有电流检测模块和电压检测模块,电流检测模块和电压检测模块分别采集电流和电压信号并传输给信号处理模块,信号处理模块还分别连接驱动电路、i/o电路和保护电路。

作为本发明的优选方案:所述电压检测模块包括变压器绕组n1、二极管d1、电容c3和电阻r9,所述变压器绕组n1的一端接地,另一端连接二极管d1的阳极,二极管d1的阴极连接电容c3、电容c4和芯片u1的引脚8,芯片u1的引脚6连接芯片u1的引脚7、电容c3的另一端和电容c4的另一端,芯片u1的引脚1连接电容c2和芯片u1的引脚1,芯片u1的引脚2连接电容c1和电阻r4,电阻r4的另一端连接电阻r3、电阻r1和电阻r5,电阻r3和电阻r2串联后连接变频器检测点p,电阻r1和电阻r5并联后的另一端连接变频器检测点n,芯片u2的引脚7连接电阻r6,电阻r6的另一端连接电阻r8、电容c6和芯片u3的引脚3,芯片u2的引脚6电阻r7,电阻r8和电容c6并联后接地,电阻r7的另一端连接连接芯片u3的引脚2、电容c7和电阻r9,芯片u3的引脚1连接电容c7的另一端、电阻r9的另一端和电位器rp1的一个固定端,电位器rp1的另一个固定端与电阻r10串联后接地,电位器rp1的滑动端连接信号输出端vpn。

作为本发明的优选方案:所述芯片u1的型号为78l05c。

作为本发明的优选方案:所述芯片u2的型号为a7840。

作为本发明的优选方案:所述芯片u3的型号为lf353。

作为本发明的优选方案:所述变压器绕组n1为交流变压器的次级端绕组。

作为本发明的优选方案:所述整流模块为全桥整流电路,其型号为asemi。

作为本发明的优选方案:所述电流检测模块采用电流互感器。

作为本发明的优选方案:所述信号处理模块为单片机。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明家用微波炉变频电源控制系统通过电压检测和电流检测分别采集变频器的电压电流信号,并通过单片机对信号进行转换和处理,再通过驱动电路和变频器实现了对微波炉内部磁控管的频率转换控制,使被加热食品得到全方位均匀加热,所以烹任出来的食品口感更好,且营养流失少。变频技术通过提高电源部分的效率和减少了待机时的耗电量。

附图说明

图1为家用微波炉变频电源控制系统的电路图;

图2为电压检测模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2,本发明实施例中,一种家用微波炉变频电源控制系统,包括整流器、变频器、驱动电路、电流检测电路、电压检测电路、信号处理模块、i/o电路和保护电路,所述整流器的输入端与交流电相连接,整流器的输出端连接变频器,变频器的输出端连接微波炉,变频器还受到驱动电路的驱动信号控制,变频器和微波炉中间设有电流检测模块和电压检测模块,电流检测模块和电压检测模块分别采集电流和电压信号并传输给信号处理模块,信号处理模块还分别连接驱动电路、i/o电路和保护电路。

电压检测模块包括变压器绕组n1、二极管d1、电容c3和电阻r9,所述变压器绕组n1的一端接地,另一端连接二极管d1的阳极,二极管d1的阴极连接电容c3、电容c4和芯片u1的引脚8,芯片u1的引脚6连接芯片u1的引脚7、电容c3的另一端和电容c4的另一端,芯片u1的引脚1连接电容c2和芯片u1的引脚1,芯片u1的引脚2连接电容c1和电阻r4,电阻r4的另一端连接电阻r3、电阻r1和电阻r5,电阻r3和电阻r2串联后连接变频器检测点p,电阻r1和电阻r5并联后的另一端连接变频器检测点n,芯片u2的引脚7连接电阻r6,电阻r6的另一端连接电阻r8、电容c6和芯片u3的引脚3,芯片u2的引脚6电阻r7,电阻r8和电容c6并联后接地,电阻r7的另一端连接连接芯片u3的引脚2、电容c7和电阻r9,芯片u3的引脚1连接电容c7的另一端、电阻r9的另一端和电位器rp1的一个固定端,电位器rp1的另一个固定端与电阻r10串联后接地,电位器rp1的滑动端连接信号输出端vpn。

芯片u1的型号为78l05c。芯片u2的型号为a7840。芯片u3的型号为lf353。变压器绕组n1为交流变压器的次级端绕组。整流模块为全桥整流电路,其型号为asemi。电流检测模块采用电流互感器。信号处理模块为单片机。

本发明的工作原理是:信号处理电路以变频器的输出电压、电流检测电路的信号及变频器外部负载的非电量(速度、转矩等经检测电路转换为电信号)信号为电路的输入信号,并与信号处理电路给定的电流、电压信号进行比较运算,其差值作为驱动电路的输入信号,控制逆变器的输出电压、频率,本设计中优选单片机作为信号处理元件。

驱动电路的功能是在控制电路的控制下,产生足够功率的驱动信号使逆变主电路开关器件导通或关断,驱动电路是采用电隔离技术实现对驱动电路的控制。变频器的驱动电路一般有以下几种方式。

1、分立插脚式元件组成的驱动电路:分立插脚式元件组成的驱动电路在20世纪80年代的日本和台湾地区生产的变频器上被广泛使用,主要包括日本的富士(g2、g5)、三肯(svs、svf、mf)、春日、三菱z系列k系列以及中国台湾的欧林、普传、台达、台安等一系列变频器。随着大规模集成电路的发展及贴片工艺的出现,因这类驱动电路设计复杂,集成化程度低已逐渐被淘汰。

2、光耦驱动电路:光耦驱动电路是现代变频器设计时被广泛采用的一种驱动电路,由于线路简单,可靠性高,开关性能好,因此被欧美及日本的多家变频器厂商所采用。由于驱动光耦的型号很多,所以选用的余地也很大。驱动光耦选用较多的主要由东芝的tlp系列、夏普的pc系列、惠普的hcpl系列等。以东芝tlp系列光耦为例,驱动igbt模块主要采用的是tlp250、tlp251两个型号的驱动光耦。对于小电流(15a)左右的模块一般采用tlp251,外围再辅以驱动电源和限流电阻等就构成了最简单的驱动电路。而对于中等电流(50a)左右的模块一般采用tlp250型号的光耦。对于更大电流的模块,在设计驱动电路时一般采取在光耦驱动后面再增加一级放大电路,达到安全驱动igbt模块的目的。

3、厚膜驱动电路:厚膜驱动电路是在阻容元件和半导体技术的基础上发展起来的一种混合集成电路。它是利用厚膜技术在陶瓷基片上制作模式元件和连接导线,将驱动电路的各元件集成在一块陶瓷基片上,使之成为一个整体部件。使用厚膜驱动电路对于布线设计带来了很大的方便,提高了整机的可靠性和批量生产的一致性,同时也加强了技术的保密性。现在的厚膜驱动电路往往集成了很多保护电路和检测电路,技术含量也越来越高。

4、专用集成块驱动电路:现在的专用集成块驱动电路,主要有ir的ir2111、ir2112、ir2113等,另外还有三菱的exb系列、三菱的m57956、m57959等。

i/o电路的功能是为了使变频器更好地实现人机交互,变频器具有多种输入信号(如运行、多段速度运行等),还有各种内部参数的输出(如电流、频率、保护动作驱动等)信号及故障报警输出信号等。

电压检测模块的电路如图2所示:电路中u2为线性光耦合器,其输入侧供电由开关变压器的独立绕组n1提供的交流电压,经二极管d1整流滤波、由78l05稳压芯片u1处理得到5v电源所提供,电源地端与主电路n端同电位。输出侧供电,则由主板+5v所提供。

直流回路p、n端连接变频器的电压输出端,其电压直接经分压,取得约一定数值的分压信号,输入光耦合器u2进行光、电隔离与线性放大后,在输出端得到放大了的检测电压信号,再由lf353减法放大器进一步放大,形成vpn直流电压检测信号,经输出接口vpn连接到单片机,或者根据具体实施情况连接不同的设备。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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