一种微波电源磁控管灯丝电流控制电路的制作方法

本实用新型涉及磁控管电源技术领域，具体属于一种微波电源磁控管灯丝电流控制电路。

背景技术：

微波工业磁控管电源驱动磁控管工作，正常启动时，电源通过灯丝绕组给灯丝加热，当灯丝被加热后，在电场的作用下，阴极向阳极发射电子，阳极在接受电子后形成阳极电流。但长期大电流流过灯丝电阻，容易造成磁控管灯丝老化、磁控管灯丝端子和磁控管外壳短路等问题，这些问题多是由于磁控管电流太大造成，所以降低磁控管灯丝电流，对提升磁控管电源效率、延长磁控管使用寿命以及磁控管电源技术的改进都具有重要的意义。

技术实现要素：

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种微波电源磁控管灯丝电流控制电路，包括外接交流电压(alternatingcurrent，ac)输入、保险丝、继电器、工频变压器、磁控管、双向可控硅、可控硅驱动电路、单片机、灯丝电流和过零点检测电路。外接ac输入为市电电压接入，供电电压为220v，外接ac输入端连接保险丝后接入继电器，继电器的输出端连接工频变压器，工频变压器将供电电压220v降压后，输出3.3v、10a的交流电，工频变压器的输出端接双向可控硅和磁控管，双向可控硅与单片机之间通过可控硅驱动电路相连接，单片机确定导通相位角反馈控制可控硅驱动电路的通断，双向可控硅输出端还连接过零点检测电路，过零点检测电路的还连接着外接ac输入和单片机，过零检测电路检测外接ac交流电压，将采样信息传输给单片机，为单片机的控制过程提供交流过零信号。

进一步的，单片机可控制继电器的接通和断开。

作为本实用新型的进一步技术方案：过零点检测电路由abs10、q300、ph2a光耦和d300构成；双向可控硅采用trac1构成，trac1利用st的btb24-800bw在电路中起到了开关通断电流的作用；工频变压器采用pcn2构成，pcn2通过降压原理把220v降为3.3v交流，输出给磁控管的灯丝端子；继电器采用k1构成，当电流启动后单片机正常工作后启动继电器，出现异常时候，关闭继电器，继电器起到控制灯丝电流线路的通断的作用。

作为本实用新型的进一步技术方案：单片机包括微控制器stm8s006、功率调节电路和功率电路驱动芯片。

进一步的，微控制器stm8s006包含线性稳压器cw100稳压电路、电流反馈信号采样电路、保护采样电路、温度检测保护和电源指示灯电流。

进一步的，线性稳压电路由cw100lm78l05t以及电容c131、c133、c132构成，主要作用是将12v直流电降压到5v后输出给单片机供电。

进一步的，电流反馈采样电路由r103、r104、c103、c102、ic101、r106、c101、r105构成，主要作用是将互感器采样到的电压信号滤波后反馈给微处理器ic100。其中，r90为限流电阻。微处理器的pin12脚是zcout过零检测模拟采样脚，通过上拉电阻，检测光耦反馈的电压信号，正常输出0-5v电压，然后经过计算把0-5v电压转化为线性的pwm占空比信号。占空比范围从0-90％实时跟随0-5v电压的幅值变化。

优化的，保护采样电路由光耦pc101构成；温度检测保护由ntc100构成；电源指示灯电流用于显示微控制器stm8s006不同的工作状态。

本实用新型的控制原理为：当外接ac输入交流电压接入电路后，过零点检测电路实时检测交流电压的过零点，可控硅驱动电路通过导通角控制双向可控硅通断，从而实现控制工频变压器的通断，从而控制磁控管的输出功率和输出电流平均值的高低。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种微波电源磁控管灯丝电流控制电路的电路结构框图；

图2为本实用新型提供的一种微波电源磁控管灯丝电流控制电路的磁控管灯丝电路电流控制电路图；

图3为本实用新型提供的一种微波电源磁控管灯丝电流控制电路的单片机单元电路图；

图4为本实用新型提供的一种微波电源磁控管灯丝电流控制电路的磁控管灯丝电流控制原理图；

图5为本实用新型提供的一种微波电源磁控管灯丝电流控制电路的磁控管灯丝电流控制过程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

本实施提供的一种微波电源磁控管灯丝电流控制电路的电路基本框图如图1所示，包括外接ac输入、保险丝、继电器、工频变压器、磁控管、双向可控硅、可控硅驱动电路、单片机、灯丝电流和过零点检测电路。外接ac输入为市电电压接入，供电电压为220v，外接ac输入端连接保险丝后接入继电器，继电器的输出端连接工频变压器，工频变压器将供电电压220v降压后，输出3.3v、10a的交流电，工频变压器的输出端接双向可控硅和磁控管，双向可控硅与单片机之间通过可控硅驱动电路相连接，单片机确定导通相位角反馈控制可控硅驱动电路的通断，双向可控硅输出端还连接过零点检测电路，过零点检测电路的还连接着外接ac输入和单片机，过零检测电路检测外接ac交流电压，将采样信息传输给单片机，为单片机的控制过程提供交流过零信号。

如图2所示，继电器采用k1构成，当电流启动后单片机正常工作后启动继电器，出现异常时候，关闭继电器，继电器起到控制灯丝电流线路的通断的作用。

过零点检测电路由abs10、q300、ph2a光耦和d300构成。

双向可控硅采用trac1构成，trac1利用st的btb24-800bw在电路中起到了开关通断电流的作用。

工频变压器采用pcn2构成，pcn2通过降压原理把220v降为3.3v交流，输出给磁控管的灯丝端子。

如图3所示，单片机包括微控制器stm8s006、功率调节电路和功率电路驱动芯片。微控制器stm8s006包含线性稳压器cw100稳压电路、电源输出电流反馈信号采样电路、保护采样电路、温度检测保护和电源指示灯电流。线性稳压电路由cw100lm78l05t以及电容c131、c133、c132构成，主要作用是将12v直流电降压到5v后输出给单片机供电；电流反馈采样电路由r103、r104、c103、c102、ic101、r106、c101、r105构成，电流反馈信号采样电路连接ic101a设计跟随器和rc滤波电路，主要作用是将互感器采样到的电压信号滤波后反馈给微处理器ic100；保护采样电路由光耦pc101构成；温度检测保护由ntc100构成；电源指示灯电流用于显示微控制器stm8s006不同的工作状态。

另外，r90为限流电阻。微处理器的pin12脚是zcout过零检测模拟采样脚，通过上拉电阻，检测光耦反馈的电压信号，正常输出0-5v电压，然后经过计算把0-5v电压转化为线性的pwm占空比信号。占空比范围从0-90％实时跟随0-5v电压的幅值变化。

在图4所示的灯丝电流控制原理图中，acvoltage为交流电压的输入220v交流输入曲线；zcout*为过零检测信号线，主要作用是检测交流电过零点，并反馈给单片机；heat_on为灯丝驱动导通信号，通过可控硅驱动控制电路开通相位角确定灯丝电流大小。利用这三种信号的关系来决定了灯丝的加热过程。因此，本实施例的控制过程为：当外接ac输入交流电压接入电路后，过零点检测电路实时检测交流电压的过零点，可控硅驱动电路通过导通角控制双向可控硅通断，从而实现控制工频变压器的通断，并控制磁控管输出功率和输出电流平均值的高低。

根据图5所示的灯丝电流与占空比的关系曲线图可得，深色曲线为电源刚开机时，灯丝电流波形，900预设值为对应的灯丝电流最大10a，浅色曲线为输出阳极电流上升波形。热机开机，磁控管阳极电流从0a上升到1分钟左右趋向于稳定，此时，微处理器开始将输出灯丝电流调整到预定值，通过调整可控硅驱动电路的导通角，逐渐地降低灯丝电流输出，随着磁控管阳极电流的稳定，灯丝电流也稳定到1-2a左右的固定值。当输出回路中的阳极电流瞬间减小，灯丝电路被单片机重置，可控硅驱动电路导通角开始增加，灯丝电流逐渐增加，直到电源输出稳定。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。