專利名稱：微波爐的大功率控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波爐，特別是涉及一種改進(jìn)微波爐供給電源的功率因子以提高磁控管輸出功率效率的微波爐大功率控制電路。
例如，此類傳統(tǒng)微波爐的一種類型可以是壁裝式微波爐，其安裝于燃?xì)庠畹纳厦?，并起到防護(hù)罩的作用以吸收在燃?xì)庠钌吓胝{(diào)食物時(shí)產(chǎn)生的蒸汽、煙霧或煙塵，并將煙霧排到外面。


圖1顯示了傳統(tǒng)壁裝式微波爐的高壓控制電路的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，傳統(tǒng)壁裝式微波爐100的高壓控制電路包括磁控管105；高壓變壓器110，用于將商用交流(AC)電源115的電壓升高至一預(yù)定高壓；和高壓電容器120和高壓二極管125，二者合作將由高壓變壓器110升壓的高壓供給磁控管105。磁控管105響應(yīng)所供高壓而被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生微波。
微波爐中的有效功率P是由輸入電壓V、輸入電流工和功率因子cosφ的積(P＝VIcosφ)來表示的。功率因子是指示工作于負(fù)載上的電源效率如何的比率所表示的數(shù)值，該比率是AC電路中有效功率與視在功率的比值。功率因子通常用百分?jǐn)?shù)(％)來表示，其在電壓/電流相角是0的情況下為1，即若φ＝0，cosφ＝1，從而得到最大實(shí)功率。另一方面，功率因子在最高功率級為1，在最低功率級為0。在通用術(shù)語中，在諸如電熱器或白幟燈等電能/熱能的轉(zhuǎn)換設(shè)備中功率因子為1，而在具有磁心且由AC電源流向磁心的電流所產(chǎn)生的磁通量中磁性存儲(chǔ)的能量來驅(qū)動(dòng)的設(shè)備中，例如電動(dòng)機(jī)或變壓器，功率因子下降為小于1。
在微波爐中，較高的輸出功率要求有較高的輸入功率。因此，輸入電壓、輸入電流或功率因子必須增加，以將微波爐的輸出功率提高到更高級別。
然而，電氣安全規(guī)則將用于墻上電源插座的保險(xiǎn)絲的額定值標(biāo)準(zhǔn)限定為15安培(A)。在這樣的連接中，在美國出售的壁裝式微波爐都被限定為15A最大電流制。
既然電流I和電壓V各自被限定為15A和120V，那么功率因子cosφ必須為1才能得到最大輸出功率。然而，輸入電流和輸入電壓之間的任何相位差都會(huì)使功率因子降至1以下。再者，其他電氣元件，諸如磁控管，也會(huì)由于磁控管的電感電抗分量將額外的電感引入控制電路。
如圖2所示，其為在微波爐100的高壓變壓器110上測量到的，電流205在相位上滯后于電壓210。結(jié)果，使功率因子低于電流205和電壓210彼此同相時(shí)的功率因子，導(dǎo)致輸出功率低于最大有效功率。
根據(jù)本發(fā)明的上述和/或其他目的是通過一種微波爐大功率控制電路實(shí)現(xiàn)的，其包括高壓變壓器，用于將商用交流(AC)電的電壓升高至一預(yù)定高壓；磁控管，用于響應(yīng)由高壓變壓器來的高壓而產(chǎn)生微波；和功率因子補(bǔ)償單元，用于補(bǔ)償高壓變壓器中因電壓/電流的相位差導(dǎo)致的功率因子的降低。
在下面說明書部分中將給出本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)并且一部分可以從說明書中明顯獲知，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)施而得到。
本發(fā)明的這些和其他目的、優(yōu)點(diǎn)通過下面結(jié)合附圖的說明將變得更加明顯且易于理解，其中圖1是表示傳統(tǒng)微波爐高壓控制電路的結(jié)構(gòu)電路圖；圖2是表示圖1中的電壓和電流的波形圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的微波爐大功率控制電路的結(jié)構(gòu)電路圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一的微波爐大功率控制電路的結(jié)構(gòu)電路圖；圖5是表示圖3或圖4中的高壓變壓器中電壓和電流的波形圖。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的微波爐大功率控制電路300的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，該微波爐大功率控制電路包括磁控管305；高壓變壓器310，用于將商用AC電源315的電壓升高至一預(yù)定高壓；功率因子補(bǔ)償器330，用于補(bǔ)償高壓變壓器310中電壓/電流的相位差；和高壓電容器320和高壓二極管325，高壓電容器320和高壓二極管325二者共同操作將由高壓變壓器310升高的高壓提供給磁控管305。該磁控管305響應(yīng)所供高壓被驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生微波。
高壓變壓器HVT具有接至商用AC電源315的初級線圈335和接至負(fù)載端的次級線圈340、345。該次級線圈345將高壓供給磁控管305，該次級線圈340是低壓繞組，其將電流供給磁控管305的燈絲。該初級線圈335和次級線圈340、345是按預(yù)定匝比設(shè)置的。
該功率因子補(bǔ)償器330包含一并行接至高壓變壓器310初級線圈335兩端的具有預(yù)定電容的電容器350。通常情況下，在如線圈之類的電感負(fù)載中具有相位滯后于電壓的滯后電流，在如電容器之類的電容負(fù)載中具有相位超前于電壓的超前電流。其他電路元件，例如磁控管305，也會(huì)將電感引入電路300中?；诖岁P(guān)系，功率因子補(bǔ)償器330通過引導(dǎo)超前電流流經(jīng)電容器350而流至初級線圈335的方法，來補(bǔ)償高壓變壓器310的初級線圈中的相位差。這樣，通過用超前電流來逆轉(zhuǎn)滯后電流的方法，高壓變壓器310中的功率因子得以改進(jìn)。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的微波爐大功率控制電路400的結(jié)構(gòu)電路圖，圖3中的功率因子補(bǔ)償器330在此被連至高壓變壓器310的輸出端。該功率因子補(bǔ)償器330包括并行接至高壓變壓器310的次級線圈345兩端的電容器350。該功率因子補(bǔ)償器330利用流經(jīng)電容器350的超前電流并將超前電流引至次級線圈345的方法，來補(bǔ)償高壓變壓器310的次級線圈345中的相位差。結(jié)果，用上述相同的方法，高壓變壓器310中的功率因子得以改進(jìn)。
圖5是顯示圖3或圖4中高壓變壓器310中的電壓505和電流510的波形圖500。利用由電容器350來的超前電流，高壓變壓器310的初級線圈335或次級線圈345的電壓505和電流510的相位同步性被提高，進(jìn)而使得微波爐的輸出功率提高到更高級別。
上述說明中很明顯，本發(fā)明提供了一種微波爐大功率控制電路，其能夠改進(jìn)電路中的功率因子，以在相同的電壓/電流條件下將微波爐的輸出功率提高到更高級別。
盡管本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例已被示出和描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道在不脫離由附屬權(quán)利要求定義的本發(fā)明的原理和精神范圍下，可對實(shí)施例做出改變。
權(quán)利要求
1.一種微波爐大功率控制電路，包括高壓變壓器，用于升高商用交流(AC)電的電壓；磁控管，響應(yīng)來自所述高壓變壓器的高壓而產(chǎn)生微波；和功率因子補(bǔ)償單元，用于補(bǔ)償因所述高壓變壓器中電壓和電流間的相位差導(dǎo)致的功率因子的降低。
2.如權(quán)利要求1所述的大功率控制電路，其中所述的功率因子補(bǔ)償單元包括電容器，用于為所述高壓變壓器提供超前電流以補(bǔ)償所述的相位差，所述的超前電流具有超前于所述高壓變壓器中電壓的相位。
3.如權(quán)利要求2所述的大功率控制電路，其中所述的電容器并聯(lián)接入所述高壓變壓器的輸入端。
4.如權(quán)利要求3所述的大功率控制電路，其中所述的電容器并聯(lián)接入所述高壓變壓器的初級線圈的兩端。
5.如權(quán)利要求2所述的大功率控制電路，其中所述的電容器并聯(lián)接入所述高壓變壓器的輸出端。
6.一種微波電路，包括高壓變壓器，其具有初級線圈和次級線圈，該初級線圈可接至交流電源；磁控管，其連接到所述次級線圈；功率校準(zhǔn)單元，其連接到微波電路，可用于校準(zhǔn)微波電路中的滯后功率因子。
7.如權(quán)利要求6所述的微波電路，其中所述的功率校準(zhǔn)單元包括可用于校準(zhǔn)滯后功率因子的電抗元件。
8.如權(quán)利要求7所述的微波電路，其中所述的高壓變壓器引起滯后的功率因子。
9.如權(quán)利要求7所述的微波電路，其中所述的磁控管有助于滯后的功率因子。
10.如權(quán)利要求6所述的微波電路，其中所述的功率校準(zhǔn)單元包括第一電容器。
11.如權(quán)利要求10所述的微波電路，其中所述的第一電容器并聯(lián)接于初級線圈。
12.如權(quán)利要求10所述的微波電路，其中所述的第一電容器并聯(lián)接于次級線圈。
13.如權(quán)利要求10所述的微波電路，進(jìn)一步包括第二電容器，其具有第一引線和第二引線，該第一引線接至所述次級線圈，該第二引線接至所述磁控管，以使該第二電容器為次級線圈和磁控管之間提供串聯(lián)連接；和二極管，其具有連接于第二電容器的第二引線和磁控管的同一電節(jié)點(diǎn)上的第一引線，該二極管與所述磁控管并聯(lián)連接。
14.如權(quán)利要求所述的微波電路，其中所述的高壓變壓器進(jìn)一步包括具有第一低壓引線和第二低壓引線的低壓繞組；所述的磁控管包括第一陰極引線和第二陰極引線；及其中該第一陰極引線接至所述第二電容器的第二引線和所述第一低壓引線；和該第二陰極引線接至所述第二低壓引線。
15.一種提高微波電路中輸出功率的方法，包括升高來自交流電源的電壓以將高壓提供給磁控管；和通過減小微波電路中電壓和電流間的相位差來校準(zhǔn)微波電路的功率因子。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中電流滯后于高壓而導(dǎo)致滯后功率因子，所述的校準(zhǔn)包括校準(zhǔn)該滯后功率因子。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述的微波電路包含一電容器，所述的校準(zhǔn)包括用該電容器來校準(zhǔn)功率因子。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述微波電路中，高壓變壓器的初級線圈接至交流電源，高壓變壓器的次級線圈接至磁控管，其中所述的升高電壓包括逐步增大高壓變壓器的電壓；和所述的校準(zhǔn)包括校準(zhǔn)由該高壓變壓器引起的滯后電流。
全文摘要
一種微波爐大功率控制電路，其能夠使微波爐中高壓變壓器的電壓和電流的相位同步以改進(jìn)高壓變壓器中的功率因子，從而將微波爐的輸出功率提高到更高級別。該大功率控制電路包括一功率因子補(bǔ)償器，用于補(bǔ)償因高壓變壓器中電壓/電流的相位差而引起的功率因子的降低。通過改進(jìn)高壓變壓器中基于電壓/電流相位差的功率因子，從而將微波爐的輸出功率提高到更高級別。
文檔編號H05B6/68GK1477906SQ03102778
公開日2004年2月25日 申請日期2003年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月24日
發(fā)明者李性浩 申請人:三星電子株式會(huì)社