工业微波磁控管开关电源系统设计(1)
工业微波开关电源.
WepeX Link
24V输入 RS485接口，支持数据上传 一拖18路电源，每个电源端口 就是其物理位置 五位拔码开关，单一RS485接 口支持32个中继板联机操作
WepeX 1600A: 风冷220V 输入，数字通讯,功率可调
WepeX 1280A：风冷， 220V输入，无数字接口，恒 定功率
传统变压器的可靠性问题
传统变压器在以下情况易烧坏：
➢ 电压过高或过低或者波动比较大 ➢ 元器件选的型号不匹配 ➢ 空间环境温度过高 ➢ 环境灰尘多覆盖变压器表面
一旦出现问题，体积 大，重量重，线路复 杂，故障定位和维修 非常困难
WepeX更耐用更易维护
WepeX的可靠性有如下优势：
➢ 对电网适应力强，能承受电压波动 ➢ 一体化设计，不存在元配件不兼容问题 ➢ 散热效率高，不外加风道时工作环境温度也可高达50度 ➢ 拥有铝制外壳保护，无视粉尘灰尘
1664.4 1272.9
0
170 180 190 200 210 220 230 240 264
输入电压(V)
工频变压 器
Wepex
➢ WepeX对电网适应性非常强，在165V~264V范围内稳定工 作；工频变压器工作范围较窄，仅在180V~240V范围内可工作
➢ WepeX在210V~264V区间，功率稳定性可做到+/-20W ； 工频变压器在 210V~264V区间，功率波动达到400W
传统电源方案问题：
➢ 效率低，耗电大 ➢ 电网适应性差（无法功率输出恒定）、兼容性差（无法自适应不同地区电网频率） ➢ 发热量过大，需油冷\风冷装置，成本高 ➢ 分体原件构成，需至少8根线材及接头，加工工时多，可生产性差，可靠性差，故障率高
麦格米特WepeX方案
开关电源系统设计方案毕业论文
开关电源系统设计方案毕业论文目录摘要.......................................... 错误!未定义书签。
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1 绪言1.1课题背景 (2)1.2选题的国内外研究现状及水平、研究目标及意义 (2)1.3本课题主要的研究内容 (3)2 系统设计方案与论证2.1课题研究的基本要求 (4)2.2方案论证 (4)2.2.1 DC/DC电路模块方案 (4)2.2.2 MOSEFT驱动电路方案 (7)2.2.3 单片机选择方案 (7)2.2.4检测采样方案 (8)2.2.5系统框图 (8)3 硬件电路设计3.1变压整流滤波电路 (9)3.2辅助电源的设计 (11)3.3 Buck电路参数选择原理和计算 (12)3.3.1参数选择原理 (12)3.3.2 电感值的计算 (15)3.3.3 滤波电容的计算 (15)3.3.4开关管的选择和开关管保护电路设计 (16)3.4驱动电路的设计 (18)3.5采样电路设计 (19)3.6保护电路的设计 (20)4 软件部分设计4.1 A VR128简介 (21)4.2 PWM波的产生 (22)4.3 AD采样 (25)5系统调试及结果分析6 总结与展望6.1 总结 (30)6.2 展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (34)1 绪言开关电源具有效率高、体积小、重量轻等特点，应用越来越广泛，从70年代开始，并用轻量高频变压器替代笨重的工频变压器。
高效的开关电源飞速发展，逐步替代传统的的线性电源，开关电源不需要较大的散热器，开关电源自20世纪90年代问世以来，便显示出强大的生命力，并以其优良特性倍受人们的青睐。
近年来，开关电源在通信、工业自动化、航空、仪表仪器等领域的应用越来越广泛。
随着电源技术的飞速发展，开关稳压电源正朝着小型化、高频化、模块化的方向发展，高效率的开关电源已经得到越来越广泛的应用。
微波pin二极管开关驱动器设计
微波PIN二极管开关驱动器设计随着现代通讯技术的发展和系统小型化的趋势,在许多通讯领域,发射信号要求输出功率大,因此要求与其相连的如开关切换、跳频滤波等电路,动态范围大、交调指标高。
许多情况下使用PIN二级管作为开关元件,它对驱动器的要求是当开关打开时要有足够大的驱动电流输出,当开关关闭时无电流输出,同时要有足够的反向电压,反向电压越高,交调指标就越好,动态范围就越大。
因而对于大信号来说,系统中的驱动电路尤为关键。
1．微波PIN二极管开关中使用的二极管必须由电流来驱动，而现在通常控制信号都由数字电路输出，多是给一个电平，不具备电流驱动能力。
所以每个开关或微波控制电路产品，在电路和控制信号间必须安装一个驱动电路，即要做的事。
现在该类驱动器有单片集成电路卖，比如，中电24所，骊山微电子公司（771所），北京华虹，国外也有专门的产品。
为何要自己做：通常标准产品都是标准电源产品，比如+-5V；+5-12v，驱动电流偏小，一般电流不超过35毫安，不能满足其他及特殊的需要。
比如控制大功率电路产品，需要高反压，大电流等，如+5-28V，电流50毫安。
降低成本，通常单片售价每路约70元，自制每路约10元，每年需求约20万只。
2什么是驱动器：简单说就是将一个低频控制信号，向TTL，ECL电平（0V；+5V，无电流提供能力），通过加电（正负电源）变化成正和负电源输出带电流驱动的电平。
要考虑：驱动器内部偏置电阻设置、负载电阻设置、响应时间、元器件选择、电源等。
3单路驱动电路附后TTLPIN负载教你如何用WORD文档(2012-06-27 192246)转载▼标签：杂谈1. 问：WORD 里边怎样设置每页不同的页眉？如何使不同的章节显示的页眉不同？答：分节，每节可以设置不同的页眉。
文件――页面设置――版式――页眉和页脚――首页不同。
2. 问：请问word 中怎样让每一章用不同的页眉？怎么我现在只能用一个页眉，一改就全部改了？答：在插入分隔符里，选插入分节符，可以选连续的那个，然后下一页改页眉前，按一下“同前”钮，再做的改动就不影响前面的了。
微波炉磁控管磁路仿真系统说明书教材
第一章前言1.1 项目背景微波炉作为一种新型的厨具。
它采用电磁感应电流（又称涡流）的加热原理打破了传统的明火烹调方式，微波炉的交变磁场是通过电子线路板组成部分来产生、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线的交变的电流（即涡流）在锅具底部金属部分产生，电磁感应电流使锅具铁分子无规则高速运动，其热能是因为分子相互碰撞、摩擦产生（故微波炉煮食的热源来自于锅具底部而不是微波炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有饮具的效率均高出近1倍）来实现器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目地。
1.2微波炉简介1.2.1微波炉的基本工作原理微波炉主要由交流进线电路、电源电路、LC振荡电路、功率控制电路、整流电路、EMC防护电路、滤波电路、同步电路、控制及显示电路、电压检测电路、锅具检测电路、过零检测电路、电流检测电路、主控CPU电路、高低压保护电路、IGBT模块等组成。
图1.1为微波炉的工作原理框图图1.1微波炉的工作原理框图1.2.2微波炉的基本组成1.加热部分：微波炉有搁板在锅体下面，也有励磁线圈。
对锅体进行加热是根据电磁感应产生涡电流。
2.控制部分：主要有电源开关，功率选择钮，温度调节按钮等。
由内部的控制电路来控制。
3.冷却部分：采用风冷的方式。
炉身的侧面有进风口和出风口，内部有风扇。
4.电气部分：由整流电路、逆变电路、控制回路、继电器、电风扇等组成。
5.烹饪部分：主要包括各种炊具，供用户使用。
1.2.3微波炉的优缺点微波炉作为一种新型的厨具，具有以下优点。
1.高效节能：微波炉降低了损耗，是因为其使锅具自身发热，大大提高了热效率，热效率可达到85%～99%，与传统加热方式不同，与电炉、液化气炉等炉具相比，节省了大量的能源。
如图1.2所示2.智能烹饪：智能控制是利用单片机进行，无须看管，具有定时预约功能，来实现自动烹饪的功能。
3.安全可靠：通过了国家安全验证，使用安全可靠。
4.环保卫生：锅具可实现自身发热，不会产生热辐射，并且不排放烟尘和一氧化碳等废气，使烹饪环境更加环保卫生。
第八章微波控制电路-(1.微波开关)PPT课件
Y0
YD Y0
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YD Y0
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微波电子线路
4、单刀双掷开关
1 4
g
1 4
g
Z0
Z0
Z0
Z0
Z0
改善插入损耗或隔离度同样可以采用电抗补偿电路。
微波电子线路
串联SPDT开关
并联SPDT开关
隔离度
MA-47899芯片
并联SPDT开关 插入损耗
3GHz
串联SPDT开关
微波电子线路
5、串、并联开关结构；
800 GHz
MA-47892-109
正向插损 10 log( 1 ) 10 log((1 GD )2 (1 BD )2 )＝1.26dB
S 21 2
2Y0
2Y0
反向衰减
10 log(
1 S 21
2
)
10 log((1
GD 2Y0
)2
(1
BD 2Y0
)2
)
12.75dB
2Y0
2Y0
微波电子线路
2、单刀单掷开关；（串联型）
Z0
Z0
模
模
区
区
Z0
ZD
Z0
1
2
ZD
S
2Z0 Z 2Z0
2Z0 Z D
2Z0
2Z0
ZD
ZD
2Z0 Z D
L 10 log( 1 ) 10 log((1 RD )2 (1 X D )2 )
-33V
关于微波磁控管的功率调节 - 中国化学仪器网仪器信息,化学
关于微波磁控管的功率调节南京汇研微波系统工程有限公司崔军磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。
主要是由壳体、电源引出线、磁铁、阳极、微波能量输出器等几部分组成。
下图是磁控管的结构示意图。
管内电子在相互垂直的恒定电场和恒定磁场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把它从恒定电场中获得的能量的一部分转变成微波能而达到产生微波能的目的。
阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。
在恒定的电场和恒定磁场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。
磁控管的阳极除与普通二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。
阳极由导电良好的金属材料制成，并设有多个谐振腔。
微波能的转换量的多少直接与阳极电流成正比例关系，在一些工业高精度微波系统中均采用测量阳极电流的方式来对微波功率进行跟踪。
同时由于微波系统不仅仅与发射管（磁控管）有关系，更与腔体设计的驻波比、传输线匹配状态、实验物负载吸收状态等因素有直接或间接的关系。
而在微波系统中发生有关变化时，基本均能从阳极电流状态上显示出来。
微波功率的变化就是对阳极电流的调节。
而该过程是线性的，也就是说在磁控管额定功率的范围内进行任意功率点的设定与调节。
而微波功率的线性变化又与腔体内的功率密度成正比例关系，因此腔体内的功率密度也会呈线性趋势，这样特别是在一些实验室微波仪器上的应用犹为有用，适用环境与实验物也较宽。
线性可调是不同与一般家用微波炉的分段、分档等形式的占空比可调方式的。
其最根本的区别是：是否在微波工作全过程中每一个瞬时其功率密度均能控制在一个定值的范围内。
而有一些采用单片机控制的家用微波炉尽管在屏幕上显示可设定若干功率点，但其功率控制为采用占空比方法，同时控制如IGBT等元件进行开关量动作，它的算法技术保证在一个时间区间内的功率平衡，无法在每一个瞬间保证微波功率的输出，因此，在腔体内呈现实际的瞬时功率密度是忽最大忽为0这样的状态，也就是说它的功率选择是在一个区域时间内的平均功率。
2.45 GHz工业微波电源控制系统设计
2.45 GHz工业微波电源控制系统设计胡波;邓晓婿;饶益花;董招辉;陈文光【摘要】2.45 GHz微波磁控管在工业与家用中被广泛使用.用半桥LLC谐振变换器作为主电路,以STM8嵌入式系统为核心设计了电源的数字化控制系统,并通过改变主电路开关管的开关频率与占空比实现有源功率因数校正(AP FC)以及输出功率调节.电源的输出为恒功率控制,同时加入了对过温、过压、过流的诊断与调节控制算法.实验结果表明,该电源可安全可靠的工作在软开关状态;并以额定功率为1.2 kW的不同型号磁控管验证了电源的负载自适应能力;输出功率可在500 W~1200 W之间变化,步进值为20 W;在额定工作状态下输入功率因数可达到0.98,电源的效率高于95%,该电源成本较低,且可实现多单元总线控制.【期刊名称】《南华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(031)002【总页数】6页(P30-35)【关键词】2.45GHz磁控管;高压电源;嵌入式系统;变频控制;功率因数【作者】胡波;邓晓婿;饶益花;董招辉;陈文光【作者单位】南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001;南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001;南华大学数理学院,湖南衡阳421001;南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001;南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001【正文语种】中文【中图分类】TL503.5;U463.63;TM8322.45 GHz微波磁控管在工业与民用中被广泛使用，其输入功率因数、效率以及智能化程度已经被越来越重视[1-3].传统的2.45 GHz磁控管微波驱动电源采用变压器升压倍压整流供电，体积较大，控制虽较为简单，不能进行连续功率调节，同时缺少必要的电源保护措施，且输入功率因数较低不能实现较高的能效比.采用先进的软开关电源对2.45 GHz微波磁控管进行供电，可明显减小电源的体积、实现功率连续可调、确保较高的输入功率因数、并有利于提高效率和智能化程序，同时该电源的成本非常低，有利于在工业应用中进行推广.为了追求更高的功率密度和更小变换体积，变换器的开关频率变得越来越高,开关损耗已经成为高功率密度变换器发展的瓶颈之一,LLC 谐振 DC-DC变换器具有自然软开关特性，能同时实现高功率密度和高变换效率[2-5],同时LLC谐振AC-DC 谐振变换器具有的功率因数校正的功能[5]，其结构简单,所用元器件较少，用其作为2.45 GHz磁控管驱动电源，具有良好的适应能力和较高的经济效益[6-10].以LLC谐振变换器作为主电路,并结合以谐振软开关电源技术，提出了一种以STM 嵌入式系统为主控芯片的新型驱动电源控制算法，实现输入功率因数校正、恒功率控制、负载环境自适应、功率连续可调及通讯等功能.磁控管的灯丝电压为3.3 V、电流10 A，负极性接入.工业使用中对微波电源的要求为：1)输出功率连续可调；2)额定功率下，输入功率因数不低于0.95；3)额定功率下,效率高于95%；4)能够适应不同磁控管之间由于退磁以及老化而产生的差异.如图1所示为微波电源主电路.L1和C1分别为工频整流后的滤波电感和电容，为提高电源的寿命及降低成本，C1采用低容值CBB电容，不使用电解电容；Q1和Q2为带有反并联二极管的场效应管，二者通过互补且带有死区的PWM信号进行控制，且最大占空比小于0.5；Lr和Lm分别为谐振电感和励磁电感，C4和C5为谐振电容；D1，D2，C2和C3构成倍压电路，为磁控管的阳阴极间提供恒定的高压.N3绕组提供一个有效值约为3.3 V的交流电压给磁控管的灯丝.2.1 控制系统组成2.45 GHz微波电源控制系统如图2所示.控制系统硬件电路由STM8单片机及其外围电路、电压与电流采集电路、驱动电路、温度检测电路以及硬件故障检测电路组成.PWM模块产生LLC谐振变换器所需的两路频率变化、相位差180°且占空比小于0.5带有死区的PWM驱动信号.如图3所示，在工业应用中，经常会出现多个磁控管协同工作的情况，此时需要多驱动电源协同工作，使用RS232通讯总线，波特率为19 200，通讯协议为Modbus，只需一块通讯控制板就可实现最多128个驱动电源单元的控制，即能通过多个驱动电源之间的功率协调工作，调整整机功率，又能通过广播信号实现整个微波驱动电源系统的快速保护.通讯控制板将当前设定的功率参数通过总线发送给各单元模块STM8主控芯片，STM8根据功率设定参数、输入的电压值、以及整个电源系统的工作温度来确定最终的输出功率.设Pout为输出功率；Pin为设定功率；T为采集到的驱动电源内部温度，T0为常温，处于对驱动电源的保护，温度每升高1 ℃，输出功率Pout输减小k0W，以降低电源主电路的功耗，以减少电源系统的发热，阻止温度进一步上升.假设U为电网当前输入交流电压峰值.当U小于Up时，每降低1 V，输出功率降低k1W，以防止输入电流过大，因而确定功率按公式(1)输出.2.2 变频变占空比控制的实现经过对主电路进行建模分析，得出如下传递函数：其中Uout为电源的输出电压；Uin为整流之后的输入直流电压；λ=，为谐振电感与变压器漏感之比；n为变压器原级与次级之间的匝比；Q=，为谐振变换器的品质因数,Zo为输出阻抗； fs为开关频率，fr1=称为第一谐振频率，fr2=称为第二谐振频率；fn为开关频率与第一谐振频率之比，fn=.由于fs大于fr1为开关管实现ZVS开通的必要条件，根据Uin、λ、n等参数，绘制出主电路的增益曲线如图4所示.由图4可知，在设定的工作频率范围内，电源的直流增益随着开关频率的升高而减小，为使Uout尽量保持恒定，因而根据电压增益曲线图，不同的输入电压用不同的放大倍数.当输入电压较低时，开关管的开关频率较低，当输入电压较高时，开关管的频率相对较高，以保持输出电压基本稳定不变.为了满足对输入功率因数的要求，期望主电路的输入电压Uin与电流Iin波形如图5所示，同时由于电源的输出高压电容较小，因而当输入电压较低时，不能够保证输出电压维持稳定，此时输出阳极负高压要低于磁控管激发微波的阀值电压，因而这段时间内，磁控管没有阳极电流流过，此时也没有微波输出，其波形图如图6所示.磁控管在整个工作过程中处于间歇性工作状态，这种模式的工作方式有利于延长磁控管的工作寿命，同时为了防止输出的阳极电流瞬时值过大，每个周期内的微波输出时间t应尽可能的延长.根据公式(2)，当获得输入电压的瞬时值，以及磁控管的阀值电压，可以计算出此时开关管的开关频率f1.工程设计上每个正弦半波周期取120个控制点，既能保证快速控制的目的，又能给通信故障处理留出相应的CPU资源，此时输入电压的有效值U可以通过式(3)求得：由于电源的效率非常高，假定输入功率等于输出功率，此时输入电流的有效值可通过式(4)求得：同时负载等效阻抗R，可通过式(5)求得：为了保证输入电流波形形状尽可能的跟输入电压波形形状相同，在程序设计时，加入了PI负反馈控制，其算法如下：式中fs为场效应管的开关频率，Kp为比例调节系数，Ki为积分调节系数.根据上面公式进行实验验证，得到的阳极电压、电流波形如图7中所示.从图中可以看出半工频周期内，微波输出时间为8 ms，此时微波输出时间基本上达到了预期参数值，但由于PI控制不能完全对正弦波进行跟踪，阳极电流的最大值超过了1 A，且在微波输出过程中阳极负高压存在较大的毛刺现象，不利于延长磁控管的寿命以及微波电源的稳定.针对以上情况，可以看出式(2)只是理想情况下的传递函数，该传递函数并没有考虑倍压整流二极管以及电容、电路的杂散参数以及磁控管的工作特性进行具体的分析，因而在实际运用中会有较大的误差，从阳极电压、电流的形状可以判断出式(6)使得该跟踪算法处于收敛过程中，所以可以采取迭代法来达到更加好的控制效果. 方法如下：STM8中有一个10位的A/D转换单元，通过输入电压采集电路，0～400 V的输入电压值可以转换为0 ～1 023的A/D采样值，对于每一个A/D采样值，事先通过离线计算出预期频率f1，将其存放到硬件存储空间中，实际控制过程中，通过输入电压A/D采样值到相应的存储空间中取出f1，然后通过式(6)计算出此时开关管的实际输出开关频率fs，当此时的误差电流大于时，用fs替换f1，该方法称之为迭代法，误差电流Ie的计算方法可通过式(7)求得.由图3可知，开关频率与电压增益呈非线性关系，当输入电压从低到高变化时，单纯的调节开关管的频率，不能够实现快速稳定输出电压的目的，此时控制过程中需要加入占空比控制.为了方便STM8的控制，使用如图8所示的基本关系图.图8中a、b 两个点的选取可以根据图3中曲线的拐点进行选择，这里选择a点的频率为35 kHz，b点的频率为50 kHz；最小占空比Dmin为5%，最大占空比48%，STM8的环路计算频率为12 kHz，根据前文中的算法，优化设计的程序基本流程图如图9所示.根据上述思路设计并制作了样机，主电路参数为：L1=10 μH，C1=0.33 μF，Lr=25 μH，Lm=50 μH，变压器匝比n=1∶18，C3=C4=0.47 μF，功率管最低开关频率为25 kHz，最高开关频率为72 kHz，所选磁控管阳极阈值为-4 300 V，额定输出功率为1.2 kW.Kp取值为2，Ki取值为0.02，k0与k1取值均为1.实验结果如图10(a)和图10(b)所示.图10(a)中分别为输入整流电路之后的电流、阳极高压、阳极电流波形.从图中可以看出磁控管的阀值电压为-4 300 V，输出电流为260 mA，磁控管输出电功率为1.1 kW .图10(b)中为输入整流之后的电流、阳极高压、输入交流电流波形.该图为磁控管工作在额定情况下的波形图，通过功率因数测量仪测得此时电源的功率因数为0.98，同时通过电源的输入输出电压电流计算可以得出此时电源的效率高于95%，由于加入了功率控制，因而该微波电源对不同磁控管之间由于退磁等问题产生的差异性具有较强的适应能力，已达到设计的要求.本文依据LLC谐振变换器，研究了工业2.45 GHz磁控管微波驱动电源及其嵌入式系统全数字控制方法，然后以1.2 kW磁控管为负载进行验证.实验结果表明：1)该电源通过功率控制板可将磁控管的微波功率从500 W调节到1 200 W，步进为20 W；具有APFC功能.2)在特殊情况下，当电源的工作温度升高时，微波电源控制系统会通过降低输出功率来降低电源系统的发热量，从而稳定微波电源的工作温度.3)主电路的开关管工作频率范围为25 kHz到70 kHz，正常工作时开关管工作在25 kHz到50 kHz，在此频率范围内，开关管始终处于零电压开通状态，减小了开关损耗，提高了电源转换效率，效率不低于95%.4)控制系统在调节频率的时候，同时调节占空比，加快了整个电源的响应过程，使得输出电压更加的稳定.【相关文献】[1] 阳鹏飞,周继承,王宏礼.微波辐射与常规加热下催化分解NO动力学比较[J].南华大学学报(自然科学版),2014,28(4):91-96.[2] 付喜锦.变阶数正负阶梯波产生电路的设计与实现[J].南华大学学报(自然科学版),2014,28(2):72-75.[3] 杨威,郑宏伟,陈文光.工业微波磁控管开关电源系统设计[J].真空电子技术,2013,36(2):53-56.[4] 胡海兵,王万宝,孙文进等.LLC 谐振变换器效率优化设计[J].中国电机工程学报,2013,33(18):48-56.[5] 李菊,阮新波.全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[J].电工技术学报,2013,28(4):72-79.[6] 徐勤超,王春芳,李从洋.LLC谐振式磁控管供电电源研究[J].电力电子技术,2010,44(10):106-108.[7] 房新雨,黄克捷,冯俊淇,等.电动汽车充放储一体化电站四种变流装置对比[J].电力电子技术,2013,47(7):64-66.[8] DIANA M,ANGELA JN,DANIEL I.A method for the 2.45-GHz magnetron output power control[J].IEEE transactions on Microwave Theory and Techniques,2001,49(3):542-545. [9] 郑锴,周东方,李建兵,等.行波管高压电源变换器的滑模PI控制方法[J].高电压技术,2016,42(6):1797-1804.[10] 唐雄民,章云,朱燕飞.串联谐振式介质阻挡放电型臭氧发生器等效模型及电源特性分析[J].高电压技术,2012，38(5):1051-1058.。
工业微波磁控管控制系统设计(1)
I
工业微波磁控管控制系统设计
ABSTRACT
At present in domestic, the microwave technology has been used in the industry, and appeared many companies which produce the microwave technical equipments that use in the industry. The superiority of microwave technology is unable to compare with other traditional technologies, therefore the microwave technical equipments are accepted by the market,and the market is also being gradually expanded. So,to design one kind of microwave application of power equipment which performances stably, high reliability, and no expensive, not only has the enormous economic efficiency, moreover has the extremely high commercial value. And the source of microwave equipment performance often decides the overall equipment performance, therefore the goal of this article is to design a kind of industry microwave magnetron control system which works stable, and reliable, by reference to the microwave application of power system design. The article first relates the principle and the characteristic of work of high power magnetron and the klystron which are used in industry, and analyses the factors which affect the stable of microwave power and the solutions of output of the high power magnetron and the klystron.Then,aimed at the high power continuous wave which uses in industry , uses the magnetron to be microwave source of the system . Based on the principle that changes the magnetic of magnetic field can change the output power,the control system uses the high power continuous wave multisegment magnetron,the electrical power system,the ARM system,the power control circuit and the linear isolation circuit to make up the hardware of the control system,and coordinates fuzzy PID control algorithm which has stronger robustness, quicker speed of dynamic response, to make up closed loop control system.This control loop take the D-value and the rate of change of the D-value between standard input value and the value that feedbacks as input values,and passes through the judgment of the control algorithm to the input,gets three parameters of PID control algorithm,obtains the output, then controls the output of the system. Under the control of the ARM system,this magnetron microwave source control system,may realize that the output power of the microwave tune up continuously in the range of 0~15 kw,and through MATLAB7.0 software simulates the fuzzy PID control algorithm to the heaviside function.The result of the simulation indicates that the dynamic response and robustness of the fuzzy PID control algorithm are all better. Key words： Industry microwave magnetron ； Control system design ； Fuzzy PID control algorithm ； ARM
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
工业微波磁控管开关电源系统设计(1)
研究了磁控管驱动电源的设计方法。
主电路采用谐振拓扑结构，易于实现软开关，利用升压高频变压器的漏感作为谐振电路的一部分，简化了主电路设计。
采用磁控管阳极高压和灯丝供电电压分开方案，实现灯丝电流随功率变化，来提高磁控管的使用寿命。
使用PWM 芯片设计了主控制电路，通过外部给定信号实现电源功率调节。
设计的电源具有灯丝电流过小、高压过压、过功率、高压短路和过温等多重保护。
在1500W 的样机上进行了实验，对设计方法的有效性进行了验证。
磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。
实质上它是一个置于恒定
磁场中的二极管。
管内电子在相互垂直的恒定磁场和电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从电场中获得能量转变成微波能量。
微波加热具有加热均匀、速度快、热效率高、容易实现自动控制等优点。
与传统的加热技术相比，微波加热无疑具有极大的吸引力和广阔的工业应用前景，并将逐步取代传统的加热技术。
因此设计一种性能稳定、高效节能的磁控管驱动电源具有极高的科研价值和商业价值。
传统的磁控管驱动电源采用工频变压器升压、二极管、电容组成的倍压
电路产生阳极高压，输出的阳极电压是周期为20ms，占空比近似50%的类方波信号。
该结构体积大、笨重、损耗大，对电网谐波污染严重，功率因数低。
同时目前市场上的微波电源不管磁控管是否工作，灯丝长期处于较大的电流下，寿命会受到影响。
本文设计的电源适合不同磁控管的驱动要求，采用磁控管阳极高压和灯丝供电电压分开方案。
电源的灯丝电流随微波输出功率变化，可以提高磁控管的使用寿命。
为了合理地利用高压变压器的漏感和分布电容，确定。