敏感陶瓷微波烧结炉驱动电源设计.pdf

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1、2010正仪表技术与传感器2010第9期InstrumentTechniqueandSensorNo．9敏感陶瓷微波烧结炉驱动电源设计付明，尹华杰(华中科技大学电子科学与技术系，湖北武汉430074)摘要：微波烧结炉驱动电源是用来驱动磁控管的，采用PWM脉宽调制技术，通过调节PWM信号占空比实现对系统输出功率的调节。PWM信号由以ATmegal6系列单片机为核心的电路产生，电路利用PID算法实现对PWM占空比的精确调节，通过串口与上位机通信。利用VisualC++6．0开发上位机软件，可实现温度曲线设置、烧结曲线的实时绘制与保存，PID参数设置等功能。对氧化锌压敏电阻进行了烧

2、结，结果表明，由该电源组成的系统烧结效果优于传统烧结。关键词：磁控管；全桥逆变；单片机；智能控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)09—0052—02DesignofPowerSupplyforMicrowaveSinteringSystemofSemiconductiveCeramicsFUMing，YIHua-jie(DepartmentofElectronicScienceandTechnology，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstra

3、ct：Inthepowersupplyfordrivingmagnetron，thePulseWidthModulation(PWM)technologywasadopted，theadjust—mentofPWMsignaldutycyclewasusedtorealizetheregulationofoutputpower．PWMsignalsweregeneratedfromthecircuitwhichwasbasedonATmegal6chip，andthecircuitusesthePIDalgorithmtoadjustPWMdutycycleandcommun

4、icateswithPCthroughaCOMport．Thehostcomputersoftware，whichisdevelopedinVisualC++6．0，isabletorealizethesetoftemperaturecurve，thereal—timerenderingandsavingofsinteringcurvesandthesetofPIDparameters．ZnOVaristorsaresinteredandtested，andtheresultshowsthatthesinteringresultofthissystemiSsuperiorto

5、thoseoftraditionalsintering．Keywords：magnetron；full—bridgeinverter；single—chipmicrocomputer；intelligentcontrol0引言微波烧结技术是新兴的材料制备技术，具有缩短烧结时间、降低烧结温度、提高烧结产品的性能、减少能耗和环保等优点，这种加热方法能量利用效率高，而且微波的非热效应还能够降低烧结时间，提高敏感陶瓷材料的性能11。微波烧结系统图1驱动电源原理框图的核心是微波发生源，包括2个部分：高压直流电源和磁控管，电源的驱动与控制电路主要借助ATmegal6单片机，实现其中高压直

6、流电源用来为磁控管提供工作电压。目前微波烧输出电流、电压及加热温度的实时显示，输出功率的大小的精结炉驱动电源大都是将工频电压经高压变压器升压后整流滤确调节以及同PC机的互联。波，或升压后再倍压整流后得到直流高压。但是这类磁控管驱2驱动电源功率回路设计动电源由于变压器、滤波电容等体积大，能量利用效率低、不易功率主回路主要包括低压整流电路、全桥逆变回路、高压实现智能化控制等一些缺点，并不是最理想的磁控管驱动电整流回路几部分。低压整流部分原理较简单，下面主要介绍全源，针对这些问题，有必要研究一种专用微波烧结炉磁控管驱桥逆变回路和高压整流滤波回路2部分。动电源。2．1全桥逆变回路1驱

7、动电源原理功率变换采用全桥逆变回路，电路图如图2所示。逆变回磁控管驱动电源原理框图如图1所示，其原理是：220V／路采用的开关器件为IGBT．50Hz的单相交流电经过二极管组成的桥式整流电路后，变为脉IGBT可视为双极型大功率晶体管与功率场效应晶体管的动的直流电压，然后经过Lc滤波电路平滑滤波后，加在由IG—复合。通过施加正向栅极电压形成沟道，提供晶体管基极电流BT模块组成的全桥逆变器上。该全桥逆变器采用的是PWM使IGBT导通；如果提供反向栅级电压则可以消除沟道，使得脉宽调制方式驱动的，驱动频率采用2