单片机在微波功率控制技术中的应用方案

1 引言

微波以它的独特的功能开拓运用领域的新技术，其中包括微波通信，微波测量，微波加热等新技术。微波能产生于微波源。它是由产生微波能的心脏——微波管和为微波管提供必要工作条件的电源组成。微波作为一种新的能量传递方式，在电子电气行业中发展很快，其中大功率微波源常用于加热及无极光灯的激励源，为了更好地满足应用的需要，经常需要功率控制。为达到无极紫外灯在微波的激发作用下，能够产生连续可变的光源，并且能够较好地克服技术性与经济性的矛盾，提高性价比，本文论述单片机微波功率控制技术。

2 芯片简介

系统使用的pic16f873，采用静态设计技术、高性能的哈佛结构cpu和risc指令集，实现了低功耗和宽工作电压范围，提高了cpu的工作速度和效率。包含4k×14的程序闪存，192字节的数据随机存储器和128字节数据eeprom存储器。其中i/o端口为端口a,b和c,具有13个中断源，三个定时器，两个ccp(捕捉器/比较器/pwm)模块、一个看门狗电路、一个并行从属端口psp，集成了8通道a/d转换器。pic16f87x系列既有spi和i2c主串行通信端口，又有usart异步串行通信端口。

该芯片实现的主要功能：单片机用于协调外围设备的数据，地址和控制信号的传送;完成对倍压整流输出电压的采样，a/d转换以及与设定值比较;完成触发脉冲的同步与发送;完成对拥护指令的识别以及对设备运行状态的显示。

3 系统设计

3.1 原理设计

mcu是系统的核心，完成信号处理以及对各个模块进会谐调控制的任务。系统开机，单片机上电复位启动，检测键盘输入动作后，单片机根据不同的指令去完成不同的动作。在调功指令下达后，单片机根据输入数据计数，触发延时，并检测过零脉冲，同时送显示指令。触发延时结束，触发电路中的触发脉冲就产生并维持一定强度与时间，使双向晶闸管有效导通。磁控管工作后，由采样电路采集阳极电压信号，并与设定电压比较后对触发延时作一定的修正。同时检测光强信息，使光强满足用户要求。通过这个过程，完成对无极灯放电的稳定控制，有连续调节的功能，而且操作简单，便于与用户直接交流，易于用户直接使用。系统结构图如图1所示。

图1 系统结构图

3.2 系统硬件设计

(1)升压和整流的电路。磁控管腔体电压一般要达到1800v才能工作，为此必须设计升压变压器来抬升电压。采用两个变压器t1和t2并联方式向倍压整流电路供电。

当交流电为正半周时，二极管d2承受正压导通对电容c2充电，直到达到交流电最大值

;c1则处于放电过程，与t1次级线圈一起对磁控管供电。负半周则相反。其输出平均电压关系式为：

采用全波倍压整流电路，其电路如图2所示。

图2 全波倍压整流电路