本發(fā)明涉及磁控管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁控管電源。

背景技術(shù)：

磁控管大量應(yīng)用于雷達(dá)、微波爐等設(shè)備，是此類設(shè)備的核心器件，用于產(chǎn)生特定頻率的微波，從某種意義上來說是一個(gè)置于恒定電磁場中的二極管。二極管管內(nèi)電子收到相互垂直的恒定磁場和恒定電場的控制，在高頻電磁場中發(fā)生反應(yīng)，獲得微波能量，這樣就能產(chǎn)生微波。磁控管的主要部分是管芯和磁鋼，磁控管內(nèi)部是必須保持真空的。

磁控管的陽極諧振系統(tǒng)不僅能夠產(chǎn)生自身所需要的電磁振蕩，而且也能產(chǎn)生各種不同特點(diǎn)的電磁振蕩，要想使磁控管工作在穩(wěn)定的模式下，常常使用“隔型帶”來使干擾模式隔離開來，陽極翼片是靠著隔型帶一個(gè)一個(gè)的連接起來的，這樣能夠使工作模式與相鄰干擾模式之間的頻率間隔增加，除此之外，經(jīng)過能量交換后，電子仍然具有一定的能量，這些電子能夠使陽極溫度得到升高，隨著陽極收集的電子的增多，陽極的溫度也越來越高，因此，陽極必須具有很好的散熱效果。功率管常常采用強(qiáng)迫風(fēng)制冷，陽極上面有散熱片。而大功率管常常采用水制冷，陽極上面有一套冷卻水系統(tǒng)，這樣的陰極加熱電流很大，要求陰極的陰線不僅要短而且要粗，連接部分也要保證有良好的接觸。大功率管的陰極引線工作時(shí)的溫度特別高，因此我們經(jīng)常采用強(qiáng)迫風(fēng)制冷散熱。磁控管工作進(jìn)行的時(shí)候陰極要接到負(fù)高壓，這樣陰極引線就要有很好的絕緣效果，為了防止陽極過熱，磁控管工作溫度以后，必須按照規(guī)定減小陰極的電流，這樣能夠延長磁控管的使用壽命。

傳統(tǒng)的磁控管電源采用半橋式llc諧振結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極型晶體管(igbt，insulatedgatebipolartransistor)時(shí)不存在同步的問題，可以任何時(shí)刻開通和關(guān)斷igbt，但是需要兩個(gè)igbt，成本高，而且半橋的上管存在“浮地”問題，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，進(jìn)一步增加了成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提出一種磁控管電源，通過lc諧振電路與igbt開關(guān)的同步過程來控制磁控管電源，降低了igbt開關(guān)的電壓電流應(yīng)力，大大提高整個(gè)電源的可靠性，同時(shí)具有效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種磁控管電源，包括：主功率電路、單片機(jī)主控電路、驅(qū)動(dòng)同步電路和igbt驅(qū)動(dòng)電路，所述主功率電路通過所述驅(qū)動(dòng)同步電路、igbt驅(qū)動(dòng)電路與所述單片機(jī)主控電路連接；所述主功率電路包括：整流電路、lc濾波電路、lc諧振電路、igbt開關(guān)和倍壓整流電路，所述整流電路的一端與外部電源連接，所述整流電路的另一端與所述lc濾波電路連接，所述lc諧振電路與igbt開關(guān)串聯(lián)后再與所述lc濾波電路并聯(lián)連接，所述lc諧振電路的線圈與所述倍壓整流電路的線圈磁耦合；所述驅(qū)動(dòng)同步電路用于監(jiān)測所述lc諧振電路的過零點(diǎn)，以使所述單片機(jī)主控電路通過igbt驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)igbt開關(guān)。

可選地，還包括：電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度檢測電路、過壓檢測電路、輔助供電電路和面板通訊電路，其中，所述電壓采樣電路與所述外部電源連接，并將采集到的電壓值發(fā)送到所述單片機(jī)主控電路；所述電流采樣電路與所述igbt開關(guān)連接，并將采集到的電流值發(fā)送到所述單片機(jī)主控電路；所述溫度檢測電路與所述單片機(jī)主控電路連接；所述過壓檢測電路與所述lc諧振電路連接，所述輔助供電電路與所述外部電源、單片機(jī)主控電路、電壓采樣電路、電流采樣電路及igbt驅(qū)動(dòng)電路連接；所述面板通訊電路與所述單片機(jī)主控電路連接。

可選地，所述整流電路包括：橋式連接的二極管d1、二極管d2、二極管d3和二極管d4，所述二極管d1的正極與二極管d3的負(fù)極及所述外部電源的一端連接，所述二極管d2的正極與二極管d4的負(fù)極及所述外部電源的另一端連接。

可選地，所述lc濾波電路包括：電感l(wèi)s和電容cs，所述電感l(wèi)s的一端與所述二極管d1的負(fù)極及所述二極管d2的負(fù)極連接，所述電感l(wèi)s的另一端與所述電容cs的一端連接，所述電容cs的另一端與所述二極管d3的正極及所述二極管d4的正極連接。

可選地，所述lc諧振電路包括：并聯(lián)連接的電容cr和變壓線圈t1，所述電容cr的一端與所述變壓線圈t1的一端及所述電感l(wèi)s的另一端連接，所述電容cr的另一端與所述變壓線圈t1的另一端及所述igbt開關(guān)的源極連接。

可選地，所述igbt開關(guān)的柵極與所述igbt驅(qū)動(dòng)電路連接；所述igbt開關(guān)的漏極與電阻rs的一端連接，所述電阻rs的另一端與所述二極管d3的正極及所述二極管d4的正極連接；所述電阻rs與所述電流采樣電路并聯(lián)。

可選地，所述倍壓整流電路的一端通過變壓線圈t2與所述變壓線圈t1磁耦合，所述倍壓整流電路的另一端與磁控管連接；所述變壓線圈t1還與變壓線圈t3磁耦合，所述變壓線圈t3與磁控管燈絲連接。

可選地，所述驅(qū)動(dòng)同步電路包括：運(yùn)算放大器a1、電阻r1、電阻r2、電阻r3和電阻r4，所述電阻r1的一端與所述電容cr的一端連接，所述電阻r3的一端與所述電容cr的另一端連接，所述電阻r1的另一端與所述電阻r2的一端及運(yùn)算放大器a1的一個(gè)輸入端連接，所述電阻r3的另一端與所述電阻r4的一端及運(yùn)算放大器a1的另一個(gè)輸入端連接，所述電阻r2的另一端與所述電阻r4的另一端接地，所述運(yùn)算放大器a1的輸出端與所述單片機(jī)主控電路連接。

可選地，所述igbt開關(guān)的數(shù)量為一個(gè)。

本發(fā)明提出的一種磁控管電源，包括：主功率電路、單片機(jī)主控電路、驅(qū)動(dòng)同步電路和igbt驅(qū)動(dòng)電路，所述主功率電路通過所述驅(qū)動(dòng)同步電路、igbt驅(qū)動(dòng)電路與所述單片機(jī)主控電路連接；所述主功率電路包括：整流電路、lc濾波電路、lc諧振電路、igbt開關(guān)和倍壓整流電路，所述整流電路的一端與外部電源連接，所述整流電路的另一端與所述lc濾波電路連接，所述lc諧振電路與igbt開關(guān)串聯(lián)后再與所述lc濾波電路并聯(lián)連接，所述lc諧振電路的線圈與所述倍壓整流電路的線圈磁耦合；所述驅(qū)動(dòng)同步電路用于監(jiān)測所述lc諧振電路的過零點(diǎn)，以使所述單片機(jī)主控電路通過igbt驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)igbt開關(guān)，通過lc諧振電路與igbt開關(guān)的同步過程來控制磁控管電源，降低了igbt開關(guān)的電壓電流應(yīng)力，大大提高整個(gè)電源的可靠性，同時(shí)具有效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種磁控管電源的電路圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的驅(qū)動(dòng)同步電路的電路圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例

如圖1所示，本實(shí)施例提出一種磁控管電源，包括：主功率電路、單片機(jī)主控電路、驅(qū)動(dòng)同步電路和igbt驅(qū)動(dòng)電路，所述主功率電路通過所述驅(qū)動(dòng)同步電路、igbt驅(qū)動(dòng)電路與所述單片機(jī)主控電路連接；所述主功率電路包括：整流電路、lc濾波電路、lc諧振電路、igbt開關(guān)和倍壓整流電路，所述整流電路的一端與外部電源連接，所述整流電路的另一端與所述lc濾波電路連接，所述lc諧振電路與igbt開關(guān)串聯(lián)后再與所述lc濾波電路并聯(lián)連接，所述lc諧振電路的線圈與所述倍壓整流電路的線圈磁耦合；所述驅(qū)動(dòng)同步電路用于監(jiān)測所述lc諧振電路的過零點(diǎn)，以使所述單片機(jī)主控電路通過igbt驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)igbt開關(guān)。

在本實(shí)施例中，通過lc諧振電路與igbt開關(guān)的同步過程來控制磁控管電源，降低了igbt開關(guān)的電壓電流應(yīng)力，大大提高整個(gè)電源的可靠性，同時(shí)具有效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

在本實(shí)施例中，所述igbt開關(guān)的數(shù)量為一個(gè)，型號(hào)為20n135ihr，通過檢測lc諧振電路的過零點(diǎn)獲得開關(guān)切換時(shí)刻，在此時(shí)刻進(jìn)行igbt的開關(guān)切換，采用此電路后可以減小igbt上的電壓電流應(yīng)力和損耗，使用一個(gè)igbt即可實(shí)現(xiàn)磁控管電源的主功率電路，與半橋方案相比減少了一個(gè)igbt，也簡化了igbt驅(qū)動(dòng)電路，從而降低了整個(gè)磁控管電源的成本，提高了可靠性。

如圖1所示，在本實(shí)施例中，還包括：電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度檢測電路、過壓檢測電路、輔助供電電路和面板通訊電路，其中，所述電壓采樣電路與所述外部電源連接，并將采集到的電壓值發(fā)送到所述單片機(jī)主控電路；所述電流采樣電路與所述igbt開關(guān)連接，并將采集到的電流值發(fā)送到所述單片機(jī)主控電路；所述溫度檢測電路與所述單片機(jī)主控電路連接，用于采集環(huán)境溫度；所述過壓檢測電路與所述lc諧振電路連接，用于采集igbt開關(guān)的源極電壓；所述輔助供電電路與所述外部電源、單片機(jī)主控電路、電壓采樣電路、電流采樣電路及igbt驅(qū)動(dòng)電路連接，用于給所述單片機(jī)主控電路、電壓采樣電路、電流采樣電路及igbt驅(qū)動(dòng)電路提供工作電源；所述面板通訊電路與所述單片機(jī)主控電路連接，用于接收來自外部的控制信號(hào)，并返回磁控管電源工作狀態(tài)指示。

在本實(shí)施例中，所述igbt驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)大功率igbt開關(guān)，并在過壓、過流、過熱等情況下關(guān)斷igbt開關(guān)，避免電路和器件損壞。

在本實(shí)施例中，所述整流電路包括：橋式連接的二極管d1、二極管d2、二極管d3和二極管d4，所述二極管d1的正極與二極管d3的負(fù)極及所述外部電源的一端連接，所述二極管d2的正極與二極管d4的負(fù)極及所述外部電源的另一端連接。

在本實(shí)施例中，四個(gè)二極管的型號(hào)皆為d20sb80，參數(shù)為20a，800v。

在本實(shí)施例中，所述lc濾波電路包括：電感l(wèi)s和電容cs，所述電感l(wèi)s的一端與所述二極管d1的負(fù)極及所述二極管d2的負(fù)極連接，所述電感l(wèi)s的另一端與所述電容cs的一端連接，所述電容cs的另一端與所述二極管d3的正極及所述二極管d4的正極連接。

在本實(shí)施例中，所述電感l(wèi)s的參數(shù)為82uh，所述電容cs的參數(shù)為3uf/400v。

在本實(shí)施例中，所述lc諧振電路包括：并聯(lián)連接的電容cr和變壓線圈t1，所述電容cr的一端與所述變壓線圈t1的一端及所述電感l(wèi)s的另一端連接，所述電容cr的另一端與所述變壓線圈t1的另一端及所述igbt開關(guān)的源極連接。

在本實(shí)施例中，所述電容cr的參數(shù)為0.1uf/600v。

在本實(shí)施例中，所述igbt開關(guān)的柵極與所述igbt驅(qū)動(dòng)電路連接；所述igbt開關(guān)的漏極與電阻rs的一端連接，所述電阻rs的另一端與所述二極管d3的正極及所述二極管d4的正極連接；所述電阻rs與所述電流采樣電路并聯(lián)。

在本實(shí)施例中，所述倍壓整流電路的一端通過變壓線圈t2與所述變壓線圈t1磁耦合，所述倍壓整流電路的另一端與磁控管連接；所述變壓線圈t1還與變壓線圈t3磁耦合，所述變壓線圈t3與磁控管燈絲連接。

如圖2所示，在本實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)同步電路包括：運(yùn)算放大器a1、電阻r1、電阻r2、電阻r3和電阻r4，所述電阻r1的一端與所述電容cr的一端連接，所述電阻r3的一端與所述電容cr的另一端連接，所述電阻r1的另一端與所述電阻r2的一端及運(yùn)算放大器a1的一個(gè)輸入端連接，所述電阻r3的另一端與所述電阻r4的一端及運(yùn)算放大器a1的另一個(gè)輸入端連接，所述電阻r2的另一端與所述電阻r4的另一端接地，所述運(yùn)算放大器a1的輸出端與所述單片機(jī)主控電路連接。

在本實(shí)施例中，所述電阻r1的阻值為940kω，所述電阻r2的阻值為880kω，所述電阻r3的阻值為5.6kω，所述電阻r1的阻值為5.4kω，

需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。