微波加热用磁控管电源的设计

陈家新， 汤 勇， 沈 勇， 王珍珍， 胡 成

（东华大学 信息科学与技术学院， 上海 201620）

微波加热与传统的加热相比，具有加热均匀、速度快、热利用效率高等优点，所以微波加热技术在各个领域也得到越来越广泛的应用。 用于产生微波的磁控管是微波加热器的核心元件，它可以将直流电能转换为微波能，所以说设计微波加热电源的关键实质上就是给磁控管提供电源[1-2]，一般为4 000 V 左右的高压直流电。 目前中国市场上的大部分磁控管供电电源都是采用工频变压器升压后半波倍压整流的工作方式， 但是这样的设计方案带来的问题是电源的效率低、体积大、重量重，磁控管的使用寿命大大降低，所以设计一款效率高、体积小、重量轻的微波加热用磁控管电源就显得意义非常重大。

近些年来，谐振变换器由于其效率高、EMI 小、能实现软开关等一系列优点得到越来越多的关注和研究。 LLC 谐振变换器由于兼具串联谐振变换器和并联谐振变换器的优点，也得到更多国内外研究学者的重视和青睐，对这一拓扑结构的理论研究和分析也更加深入。 但是这些研究内容都局限于低电压、小功率的应用场合，没有牵涉到输出几千伏的高电压、上千瓦的大功率的应用领域。所以本文提出将LLC 谐振变换器用于高电压、大功率的应用场合，利用半桥LLC 谐振变换器作为主拓扑结构，设计一款微波加热用磁控管供电电源[3-4]。为了提高输出电压，输出端采用倍压整流电路，给负载磁控管的阳极提供高压直流电。……