基于全桥逆变电路的野外用微波炉

摘要：根据在野外使用微波炉的需求，采用直流供电、全桥逆变、高频升压的方式设计了一种新型野外用微波炉。采用UCC3895作为移相控制芯片驱动全桥逆变电路，同时具有过流、过压保护电路，可有效确保磁控管的稳定运行。该野外微波炉避免了家用微波炉采用直流电源供电时要另加逆变控制器的麻烦，实现了野外微波炉的高效率、小型化和便捷化。
关键词：野外用微波炉；全桥逆变；移相PWM；直流供电

O 引言
在有交流220 V电源的场合，可以利用市面上已有的各种微波炉，但在没有交流电源的地方，要使用微波炉，通常是要用一个大功率DC ／AC逆变器将蓄电池电源变成220 V交流电源，再供给微波炉使用，这会造成使用比较麻烦，且电池利用率相对不高等问题。现有产品缺少一种可以直接使用直流电源的微波炉。本文给出了一种采用直流电源供电的野外微波炉一体化设计方案，可以解决野外工作者和户外游玩者的饮食加热问题。

1 野外微波炉整体设计
图1是野外用微波炉的原理框图。其中，一体化定时火力选择电机、风扇电机、转盘电机；照明灯采用DC 24 V供电。正常工作时，通过移相控制电路、驱动电路和全桥逆变电路，将DC 24 V逆变为高频方波电压，再通过高频变压器升压获得2 000 V的高频电压，最后经过倍压整流得到4 000 V的负向直流电压接到磁控管阴极。另外，为提高系统稳定性，将磁控管的阴极电压引回到移相控制电路中形成闭环控制，使磁控管阴极电压稳定在3 800～4 200 V范围内。电路中，采用UCC3895来控制相位，利用功率MOS管的输出电容和变压器的漏电感作为谐振元件，从而实现功率器件开关状态的零电压切换。同时UCC3895还具有过流欠压保护等功能。与传统由直流电源逆变为220V供电的微波炉比较，具有变压器体积小，重量轻，整机成本低的特点，尤其转换效率得到了较大提高。

在图1中，S1为门第一联锁开关；S2为门第二联锁开关；S3为门监控开关；S4为定时器开关；S5为火力选择开关；S6为磁控管自复位热断路器；M1为一体化定时器火力选择样机；M2为风扇电机；M3为转盘电机；T为高频升压变压器；MAG为磁控管。

2 逆变电路的设计
2．1 移相控制电路的设计
本文采用UCC3895作为移相控制芯片，电路如图2所示。UCC3895是UCC3875的改进型，除具有UCC3875功能外，还增加了自适应死区设置，既可工作于电压模式，也可工作于电流模式，具有完善的过流、过压、欠压保护和软启动模式，性能优越。其中，利用电流互感器，将磁控管电流信号经引脚CS，引脚ADS与引脚RAMP分别输至电流检测及过电流比较器，自适应延时设定放大器和PWM比较器。磁控管经电阻分压，TL-431和光电耦合器等馈送至SS／DISB，从而实现电压反馈控制功能。