【摘要】：隨著電力電子技術(shù)和微波技術(shù)的發(fā)展,磁控管以及磁控管供電電源的研究逐步深入。傳統(tǒng)磁控管電源采用漏磁變壓器,存在損耗大、效率低的問題,并且只能通過繼電器的吸合調(diào)節(jié)輸出功率的大小,不能實現(xiàn)輸出的連續(xù)調(diào)節(jié),致使微波加熱不均勻。為此本文研究了一種以LLC諧振變換拓撲作為主電路的磁控管電源,通過變頻控制實現(xiàn)輸出功率的連續(xù)調(diào)節(jié),該電源具有可靠性好、功率密度高等優(yōu)點。首先,分析了磁控管的工作原理及伏安特性,明確了磁控管對于供電電源的要求。通過對各種諧振變換器的分析比較,選用半橋LLC諧振變換器作為磁控管供電電源的主電路。分析了諧振網(wǎng)絡(luò)在不同頻率范圍的工作過程。利用基波分析法對LLC主電路進行了建模,推導(dǎo)了直流增益、輸入阻抗與電壓增益的關(guān)系,對開關(guān)管零電壓開通(ZVS)的條件進行了分析。其次,根據(jù)對磁控管電源的設(shè)計要求,對LLC諧振變換器的主電路參數(shù)進行了設(shè)計,并對相關(guān)元器件進行了選取。通過有限元仿真軟件Jmag對幾種不同形狀磁芯的變壓器進行了電磁熱場仿真,根據(jù)溫度分布明確了磁芯的選型,并對變壓器的幾何參數(shù)以及繞線方式進行了設(shè)計�？紤]模擬芯片的穩(wěn)定性和單片機的靈活性,采用了以模擬芯片L6599為主,單片機PIC16F1828為輔的控制方法對電路進行控制。模擬芯片L6599直接驅(qū)動開關(guān)管控制開關(guān)頻率,檢測電流大小,實現(xiàn)軟啟動;單片機PIC16F1828則輔助實現(xiàn)輸出電壓連續(xù)調(diào)節(jié),完成功率設(shè)置等功能。同時,設(shè)計了一款兩路輸出的輔助電源為控制系統(tǒng)供電。最后,對磁控管電源進行了仿真和實驗。仿真結(jié)果驗證了所設(shè)計磁控管電源的可行性。實驗測試了不同輸出功率下的能量轉(zhuǎn)換效率和功率因數(shù),并得到相關(guān)實驗波形。仿真和實驗結(jié)果表明,所設(shè)計的LLC諧振半橋磁控管電源達到了設(shè)計要求。
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM46

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